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湖南大学解密植物生长“调控系统”

http://www.www.hxycwz.com 2016-09-02 来源:华龙网 作者: 发表评论(0)

  对大多数人来说,一入冬吃得多人就易胖,一入夏吃得少就变瘦。与此相反,各类植物一入春夏,则枝繁叶茂,一入秋冬,则草木摇落。那么植物是如何根据环境的改变来调节自身生长?湖南大学生物学院于峰副教授研究小组发现,植物体内存在的受体激酶FERONIA就承担了这样一种调控作用——身处逆境,使植物进入“休眠”模式,暂缓生长,用更多能量来抵抗环境中的不利因素;反之,则开启“成长”模式。于峰介绍,研究小组正将这一基础理论研究上获得的发现,逐步转化到水稻等主要农作物应用研究中,用以调控水稻的生长,从而获得更加质优的大米。从目前进行的实验来看,已取得了较好进展。受体激酶FERONIA是植物科研界的“明星分子”,其在植物细胞生长过程中重要的调节作用得到了科研界的高度关注,但却尚未能完全揭开其“工作机制”这一神秘面纱。众所周知,在不利于生长的情况下,植物会产生一种抑制生长的激素——脱落酸(ABA)。而于峰研究小组发现,在正常的生长条件下,FERONIA通过小G蛋白信号途径,激活磷酸酶AB12,从而阻碍脱落酸(ABA)发出抑制生长的信号(PNAS,2012,109:14693-14698)。与之对应,在病虫害等逆境条件下,脱落酸(ABA)含量升高,抑制磷酸酶ABI2,并释放FERONIA的激酶活性,从而“关闭”了植物的生长“开关”——RALF多肽信号。由此,于峰研究小组提出了脱落酸(ABA)与RALF多肽信号交叉“会话”模型:在正常生长条件下,调控植物生长的RALF多肽信号通过其受体FERONIA抑制脱落酸信号,从而降低逆境应答反应,植物则加速生长;而在逆境(如盐、温度、病虫害等)条件下脱落酸含量升高并抑制ABI2磷酸酶活性从而上调RALF信号响应,植物逆境应答增强,生长速率的减缓,而生存能力增强。据了解,这一发现以长篇论文形式(PNASPlus)在线发表于2016年8月26日的《美国科学院院刊》(PNAS,doi:10.1073/pnas.1608449113)上,引起了较大反响。

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编辑:lianqi
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