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我科學(xué)家揭示植物適應(yīng)環(huán)境變化機(jī)制
2024/11/06 16:27 來源：科技日報 閱讀：1.1萬
植物如何調(diào)控生長發(fā)育以適應(yīng)環(huán)境變化？這是被《科學(xué)》雜志列入125個人類未知的重大科學(xué)問題,?！都?xì)胞》雜志5日在線發(fā)表了中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究成果，為回答這一問題提供了新的視角,。該所科研人員揭示了植物如何通過調(diào)控獨(dú)腳金內(nèi)酯信號感受途徑中的“油門”和“剎車”,，聰明靈活地調(diào)控獨(dú)腳金內(nèi)酯在不同環(huán)境中感受信號的持續(xù)時間和信號強(qiáng)度,，進(jìn)而改變植物株型。
獨(dú)腳金內(nèi)酯是近年來發(fā)現(xiàn)的一種重要植物激素,，在調(diào)控植物分枝（即分蘗）數(shù)目等生長發(fā)育關(guān)鍵性狀中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。“植物細(xì)胞如何感受獨(dú)腳金內(nèi)酯,，是該研究領(lǐng)域的前沿和難點(diǎn),，科學(xué)家一直沒有搞清楚獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號感知機(jī)制?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員王冰說。
以往的研究表明,，α/β水解酶D14及其同源蛋白是獨(dú)腳金內(nèi)酯的受體,，它們與D3、D53蛋白相互作用,，觸發(fā)獨(dú)腳金內(nèi)酯的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo),。
此次科研人員闡明了水稻中由獨(dú)腳金內(nèi)酯受體D14介導(dǎo)的信號感知的激活、調(diào)控和終止機(jī)制,，解決了獨(dú)腳金內(nèi)酯信號感知機(jī)制的爭議問題,，發(fā)現(xiàn)在泛素化修飾和蛋白降解之間新的調(diào)控機(jī)制。他們還揭示了D14通過磷酸化調(diào)控自身穩(wěn)定性的新機(jī)制,，以及該機(jī)制在水稻分蘗響應(yīng)低氮環(huán)境中的核心作用,。
對這項成果，《細(xì)胞》雜志的3位審稿人均給予了高度評價：“該研究采用大量生化和遺傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)解析了獨(dú)腳金內(nèi)酯信號感受的機(jī)制,，揭示了信號感知機(jī)制的新特征”“該研究揭示了令人興奮的新發(fā)現(xiàn),，比如發(fā)現(xiàn)了D14的翻譯后修飾（磷酸化）及其在低氮適應(yīng)中的作用”“該研究數(shù)據(jù)扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計精妙,，解決了獨(dú)腳金內(nèi)酯信號感受中不同模型之間的爭議點(diǎn),，為獨(dú)腳金內(nèi)酯信號感受的調(diào)控機(jī)制提供了新的視角?！?/span>
王冰表示,，團(tuán)隊未來將深入解析不同環(huán)境條件下獨(dú)腳金內(nèi)酯調(diào)控作物發(fā)育可塑性、耐逆抗病性的功能和機(jī)制,，有望通過精準(zhǔn)定向改良獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成,、轉(zhuǎn)運(yùn)及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，協(xié)同提升作物的產(chǎn)量和環(huán)境適應(yīng)性,，培育高產(chǎn),、高效、穩(wěn)產(chǎn)作物。（記者 陸成寬）