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我国科学家揭示植物适应环境变化机制

花匠小妙招
2024-11-10 08:45

植物如何调控生长发育以适应环境变化？这个问题被《科学》杂志列入125个人类未知的重大科学问题。来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的科研人员，揭示了植物如何通过调控独脚金内酯信号感受途径中的“油门”和“刹车”，“聪明灵活”地调控不同环境中独脚金内酯信号感受的持续时间和信号强度，进而改变植物株型。相关研究成果5日在线发表于《细胞》杂志。

独脚金内酯是近年来发现的一种重要植物激素，在调控植物分枝（即分蘖）数目等生长发育关键性状中发挥关键作用。“植物细胞如何感受独脚金内酯，一直是该研究领域的前沿和难点，科学家一直没有搞清楚独脚金内酯的信号感知机制。”论文通讯作者、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员王冰说。

以往的研究表明，α/β水解酶D14及其同源蛋白是独脚金内酯的受体，与D3、D53蛋白相互作用，从而触发独脚金内酯的下游信号转导。

此次，科研人员阐明了水稻中由独脚金内酯受体D14介导的信号感知的激活、调控和终止机制，解决了独脚金内酯信号感知机制的争议问题，发现在泛素化修饰和蛋白降解之间新的调控机制，并揭示了D14通过磷酸化调控自身稳定性的新机制，以及该机制在水稻分蘖响应低氮环境中的核心作用。

对这项成果，《细胞》杂志的3位审稿人均给予了高度评价：“该研究采用大量生化和遗传数据系统解析了独脚金内酯信号感受的机制，揭示了信号感知机制的新特征。”“该研究揭示了令人兴奋的新发现，比如发现了D14的翻译后修饰（磷酸化）及其在低氮适应中的作用。”“该研究数据扎实、实验设计精妙，解决了独脚金内酯信号感受中不同模型之间的争议点，为独脚金内酯信号感受的调控机制提供了新的视角。”

王冰表示，团队未来将深入解析不同环境条件下独脚金内酯调控作物发育可塑性、耐逆抗病性的功能和机制，有望通过精准定向改良独脚金内酯的合成、转运及信号转导，协同提升作物的产量和环境适应性，培育高产、高效、稳产作物。

（中国科学院遗传与发育生物学研究所供图）

编辑：韩梦晨

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