近日，中国农业大学吴健教授团队在国际植物科学顶级期刊《Nature Plants》在线发表了一项重要研究成果，题为《GhZAT11 triggers wound-activated bud growth by accelerating sugar transport and cell division》。该研究系统揭示了转录因子GhZAT11如何作为损伤信号与茉莉酸（JA）通路的核心枢纽，通过协调糖分运输与细胞分裂两大关键过程，驱动球根作物芽从休眠状态向活跃生长阶段的转变（即“Bud-growth transition”，简称BGT），从而为精准调控园艺球根作物的休眠期、延长采后贮藏寿命提供了全新的理论靶点。
在自然环境中，植物时常面临来自动物取食、机械采收、自然灾害或日常生长过程中产生的各种物理损伤。这些伤害不仅破坏组织结构，还会触发一系列复杂的应激与修复反应——包括愈伤组织形成、根系再生乃至器官重建。事实上，人类早已在农业实践中利用创伤诱导的生理响应，例如切枝、压条和嫁接等无性繁殖技术，均依赖于植物对损伤的积极反应。然而，长期以来，科学界对“损伤信号如何被感知并转化为促生长指令”、尤其是“如何解除球根类作物休眠芽的‘睡眠’状态”这一关键问题仍缺乏深入理解。
吴健团队的研究发现，在唐菖蒲、大蒜、洋葱等多种重要园艺球根植物中，机械损伤能够显著加速芽的休眠—生长转变。进一步实验表明，损伤会迅速诱导球茎内茉莉酸（JA）的积累；而当使用JA合成抑制剂处理时，损伤所引发的促生长效应则完全被阻断，这充分证明JA是介导损伤触发芽激活不可或缺的关键信号分子。
在此基础上，研究团队结合分子生物学、细胞生物学与遗传学手段，深入解析了JA信号下游的作用机制。他们发现，损伤或外源JA处理可迅速诱导转录因子GhZAT11的表达。激活后的GhZAT11直接结合并上调两个关键下游基因：蔗糖转运蛋白基因GhSUT4和细胞周期调控基因GhCYCD2;1。其中，GhSUT4促进蔗糖通过质外体途径从球茎储存组织高效转运至芽的顶端分生组织，为新生长提供能量与碳骨架；而GhCYCD2;1则推动细胞周期从G1期顺利进入S期，从而启动芽内细胞的快速分裂。
综合上述发现，研究团队构建了一个由GhZAT11介导的损伤诱导芽生长转变的工作模型：当球根作物遭受损伤时，体内迅速积累的JA信号“唤醒”中枢调控因子GhZAT11；后者随即启动“双重动员”策略——一方面增强GhSUT4表达，调动储存的蔗糖资源精准输送至芽尖；另一方面激活GhCYCD2;1，解除细胞周期阻滞，激发旺盛的细胞增殖。正是这种“糖分供给”与“细胞分裂”的精密协同，使得原本处于休眠状态的芽被有效激活，快速转入生长程序。
尤为值得注意的是，该信号通路在多种球根作物中高度保守，意味着其调控机制具有广泛的适用性。这一发现不仅深化了人们对植物创伤响应与发育转换之间关系的理解，也为未来通过物理刺激（如可控损伤）或化学干预（如JA类似物应用）来调控作物休眠、实现花卉周年供应及蔬菜长期贮藏提供了普适性的新思路与技术路径。
本论文通讯作者为中国农业大学园艺学院及分子设计育种前沿科学中心的吴健教授，共同第一作者为已毕业的博士研究生李静如（现为北京林业大学园林学院讲师）和硕士研究生刘畅（现于多伦多大学攻读博士学位）。
