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【中國新聞網】中國科學家研究揭示一種全新植物激素信號轉導機制

2020-06-12 中國新聞網 孫自法
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獨腳金內酯信號轉導新機制示意圖。李家洋團隊 供圖

  記者11日從中國科學院遺傳與發育生物學研究所(中科院遺傳發育所)獲悉,該所李家洋院士團隊通過系統鑒定擬南芥中獨腳金內酯的早期響應基因,最新闡明獨腳金內酯調控分枝發育、葉片形狀以及花青素積累的分子機制,發現獨腳金內酯信號轉導中的雙功能抑制蛋白,從而揭示出一種全新的植物激素信號轉導機制。

  這一植物激素領域重要研究成果論文,當天已獲國際權威學術期刊《自然》在線發表。這也是李家洋團隊關于“闡明獨腳金內酯通過誘導其抑制因子D53降解調控水稻的分蘗和株型”成果入選2014年度中國科學十大進展之后,該團隊在植物激素信號轉導領域取得的又一突破性進展。

  李家洋團隊最新提出的全新植物激素信號轉導機制,為探索激素作用機理提供了新思路。該研究揭示出獨腳金內酯信號通路中的轉錄調控網絡,繪制出獨腳金內酯信號通路的全景圖,為全面解析獨腳金內酯調控植物生長發育及環境適應的分子機制奠定重要基礎,對改良作物株型、提高營養利用效率及培育抗寄生作物具有重要指導意義。

  中科院遺傳發育所介紹,獨腳金內酯是一種新型植物激素,通過抑制側芽的生長在株型建成中發揮關鍵作用,同時調控株高、光形態建成、葉片形狀、花青素積累、根系形態等諸多生長發育過程以及植物對干旱、低磷等環境脅迫的適應。此外,獨腳金內酯作為根際信號促進寄主植物與叢枝菌根真菌共生,有助于植物吸收水分和營養,但也會刺激寄生雜草種子萌發,造成農作物嚴重減產。

  李家洋團隊長期從事獨腳金內酯的合成及信號轉導研究,鑒定了獨腳金內酯合成及信號轉導的關鍵組分,并揭示信號轉導基本框架。在前期研究基礎上,為突破獨腳金內酯信號轉導研究的瓶頸,已系統鑒定401個獨腳金內酯早期響應基因。

  此次最新研究發現,抑制蛋白SMXL6、SMXL7和SMXL8作為轉錄因子調控自身轉錄,從而維持自身的穩態和適度的信號響應。同時,作為轉錄抑制蛋白調控分枝等重要發育過程,SMXL6、7、8能作為轉錄抑制蛋白發揮功能,通過招募轉錄因子并抑制轉錄因子的轉錄活性,阻遏獨腳金內酯早期響應基因的轉錄,調控分枝伸長等發育過程。李家洋團隊確認,SMXL6、7、8是具有轉錄因子和抑制蛋白雙重功能的新型抑制蛋白。

  本次《自然》在線發表的論文,中科院遺傳發育所王磊博士和王冰副研究員為共同第一作者,李家洋院士和王冰副研究員為共同通訊作者,中科院遺傳發育所植物激素平臺褚金芳博士、南京農業大學熊國勝教授及中科院上海有機化學研究所楊軍研究員參與研究。

打印 責任編輯:侯茜

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