FERONIA介導(dǎo)的RALF多肽激素與脫落酸交叉會(huì)話模型

 

對(duì)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(zhǎng)？   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(zhǎng)，用更多能量來抵抗環(huán)境中的不利因素；反之，則開啟“成長(zhǎng)”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(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)的情況下，植物會(huì)產(chǎn)生一種抑制生長(zhǎng)的激素——脫落酸（ABA）。而于峰研究小組發(fā)現(xiàn)，在正常的生長(zhǎng)條件下，F(xiàn)ERONIA通過小G蛋白信號(hào)途徑，激活磷酸酶AB12，從而阻礙脫落酸（ABA）發(fā)出抑制生長(zhǎng)的信號(hào)（PNAS, 2012, 109: 14693-14698）。與之對(duì)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(zhǎng)“開關(guān)”——RALF多肽信號(hào)。   由此，于峰研究小組提出了脫落酸（ABA）與RALF多肽信號(hào)交叉“會(huì)話”模型：在正常生長(zhǎng)條件下，調(diào)控植物生長(zhǎng)的RALF多肽信號(hào)通過其受體FERONIA抑制脫落酸信號(hào)，從而降低逆境應(yīng)答反應(yīng)，植物則加速生長(zhǎng)；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(hào)響應(yīng)，植物逆境應(yīng)答增強(qiáng)，生長(zhǎng)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(zhǎng)篇論文形式（PNAS Plus）在線發(fā)表于2016年8月26日的《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS, doi:10.1073/pnas.1608449113）上，引起了較大反響。           于峰博士自2013年11月份引進(jìn)我校植物功能基因組學(xué)和發(fā)育調(diào)控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)，主要圍繞受體蛋白激酶FERONIA在植物生長(zhǎng)發(fā)育及逆境響應(yīng)中的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。在學(xué)術(shù)帶頭人劉選明教授的大力支持下，帶領(lǐng)小組成員圍繞受體激酶FERONIA信號(hào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，2年多來在PNAS, Cell Research，Molecular Plant，Plant Cell and Environment等世界主流期刊上發(fā)表論文7篇，其中關(guān)于FERONIA的2篇研究論文進(jìn)入ESI（擴(kuò)展版）高被引論文。相關(guān)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，湖南省自然科學(xué)基金，湖南大學(xué)青年教師成長(zhǎng)基金等資助。  

責(zé)任編輯：李妍蓉