植物激素全新信号转导之路

 
 
植物激素全新信号转导之路  
研究判断拟南芥独脚金内酯早期响应基因  

植物激素是植物体内发生的小分子化合物，微量却能影响细胞破裂、分化、伸长以及植物的萌芽生根、株高分枝、着花坚贞等方面，对植物发展发育发挥重要的调控浸染。

独脚金内酯作为连年来最新判断的重要植物激素，与农作物株型、产量和养分操作干系密切。独脚金内酯如何调控植物与外界情况举办信号“交换”、如何影响植物发展发育进程等，始终是植物学家存眷的热点话题。

克日，中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋团队，在独脚金内酯信号转导机制研究中取得打破性希望。团队系统判断了拟南芥独脚金内酯早期响应基因，并阐发相关分子机制和发育进程，展现了一种全新植物激素信号转导机制。相关研究成就颁发于《自然》。

植物发展的要害“因子”

已有研究表白，独脚金内酯分子早在12亿~7.25亿年前已呈现，陪伴植物从水生向陆生演化这一重大事件，逐渐演化出一系列重要生物学成果。

独脚金内酯在植物诸多发展发育进程和情况适应性中发挥着重要浸染。它从植物根系排泄到泥土中，可以或许促进植物与丛枝菌根真菌的共生，进而辅佐植物根系接收水分和营养，同时泥土中的独脚金内酯可以或许刺激寄生杂草种子萌发，造成农作物的严重减产。因此，对独脚金内酯信号途径的研究具有重要应用代价。

连年来，团队研究发明，独脚金内酯可以或许诱导其受体D14与F-box卵白D3/MAX2以及抑制卵白D53/SMXL2,6,7,8形成复合体，启动信号转导，诱导该抑制蛋鹤产生卵白降解，清除对下游基因的转录抑制，调控分枝（分蘖）数目、株高、叶片形状、下胚轴伸长等发育进程。

“独脚金内酯早期响应基因的判断是该激素信号转导研究的瓶颈，今朝仅判断到少量响应基因，这远不敷以表明独脚金内酯在植物发展发育多个方面的调控浸染。” 论文配合第一作者和配合通讯作者、中国科学院遗传与发育生物学研究所副研究员王冰汇报《中国科学报》。

解密调控之路

为打破独脚金内酯信号转导研究瓶颈，近期研究人员合成了独脚金内酯的人工合成雷同物GR24的4种对映异构体，发明GR244DO可以或许以依赖于受体D14的方法，特异地激活拟南芥独脚金内酯信号转导，系统判断了拟南芥独脚金内酯401个早期响应基因（约90％为新发明的响应基因），展现独脚金内酯大概通过调控细胞骨架发挥生理成果，并发明其通过诱导抗旱要害基因AFL1的表达调控植物抗旱性。

研究发明，独脚金内酯通过激活BRC1的表达上调HB40的表达，进而提高侧芽中脱落酸的含量抑制分枝发育，通过上调TCP1的表达促进叶片伸长，通过激活PAP1、PAP2、MYB113和MYB114的表达，上调花色素苷合成基因DFR、ANS和TT7的转录的表达，促进花色素苷的积聚，展现了独脚金内酯信号通路中的转录调控网络。

另外，已有研究表白，在发展素、赤霉素、茉莉素和独脚金内酯等依赖于泛素降解系统的激素信号通路中，抑制卵白不能直接团结DNA，通过团结转录因子并抑制转录因子的转录活性，隔绝激素响应基因的表达。

团队进一步发明SMXL6,7,8可以或许作为转录因子直接团结DNA并负调控自身基因的转录，从而维持自身的稳态和适度的独脚金内酯信号响应。这与发展素、赤霉素和茉莉素通路中抑制卵白不直接团结DNA的经典机制差异，是一种全新的植物激素信号转导机制。