湖南大學(xué)解密植物生長“調(diào)控系統(tǒng)”
2016-09-01 11:18:00 來源:央廣網(wǎng)
央廣網(wǎng)長沙9月1日消息(記者鄧文輝 通訊員李妍蓉)對大多數(shù)人來說,一入冬吃得多人就易胖,一入夏吃得少就變瘦。與此相反,各類植物一入春夏,則枝繁葉茂,一入秋冬,則草木搖落。那么植物是如何根據(jù)環(huán)境的改變來調(diào)節(jié)自身生長?
湖南大學(xué)生物學(xué)院于峰副教授研究小組發(fā)現(xiàn),植物體內(nèi)存在的受體激酶FERONIA就承擔(dān)了這樣一種調(diào)控作用——身處逆境,使植物進(jìn)入“休眠”模式,暫緩生長,用更多能量來抵抗環(huán)境中的不利因素;反之,則開啟“成長”模式。
于峰介紹,研究小組正將這一基礎(chǔ)理論研究上獲得的發(fā)現(xiàn),逐步轉(zhuǎn)化到水稻等主要農(nóng)作物應(yīng)用研究中,用以調(diào)控水稻的生長,從而獲得更加質(zhì)優(yōu)的大米。從目前進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)來看,已取得了較好進(jìn)展。
受體激酶FERONIA是植物科研界的“明星分子”,其在植物細(xì)胞生長過程中重要的調(diào)節(jié)作用得到了科研界的高度關(guān)注,但卻尚未能完全揭開其“工作機(jī)制”這一神秘面紗。
眾所周知,在不利于生長的情況下,植物會(huì)產(chǎn)生一種抑制生長的激素——脫落酸(ABA)。而于峰研究小組發(fā)現(xiàn),在正常的生長條件下,F(xiàn)ERONIA通過小G蛋白信號途徑,激活磷酸酶AB12,從而阻礙脫落酸(ABA)發(fā)出抑制生長的信號(PNAS, 2012, 109: 14693-14698)。與之對應(yīng),在病蟲害等逆境條件下,脫落酸(ABA)含量升高,抑制磷酸酶ABI2,并釋放FERONIA的激酶活性,從而“關(guān)閉”了植物的生長“開關(guān)”——RALF多肽信號。
由此,于峰研究小組提出了脫落酸(ABA)與RALF多肽信號交叉“會(huì)話”模型:在正常生長條件下,調(diào)控植物生長的RALF多肽信號通過其受體FERONIA抑制脫落酸信號,從而降低逆境應(yīng)答反應(yīng),植物則加速生長;而在逆境(如鹽、溫度、病蟲害等)條件下脫落酸含量升高并抑制ABI2磷酸酶活性從而上調(diào)RALF信號響應(yīng),植物逆境應(yīng)答增強(qiáng),生長速率的減緩,而生存能力增強(qiáng)。
據(jù)了解,這一發(fā)現(xiàn)以長篇論文形式(PNAS Plus)在線發(fā)表于2016年8月26日的《美國科學(xué)院院刊》(PNAS, doi:10.1073/pnas.1608449113)上,引起了較大反響。
編輯:劉拓拓
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