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连发4篇!山农科研团队在植物领域获多项突破!!
2020-10-14 09:34:00
  中国教育在线讯  近日,山东农业大学科研团队在苹果侧根形成、植物生长发育、苹果响应干旱胁迫等调控机制方面取得多项研究成果,并分别在国内外知名期刊发表。
  长江学者特聘教授、园艺学院郝玉金团队在《新植物学家》(New Phytologist)在线发表的研究论文,解析了苹果侧根形成调控分子生物学新机制,认为苹果SUMO E3连接酶MdSIZ1可以促进侧根形成。博士研究生张春玲为论文第一作者,郝玉金教授和李媛媛副教授为通讯作者。
  前人的研究认为,SIZ1是一种SUMO E3连接酶,然而对其在调节苹果侧根形成中的作用并不清楚。郝玉金教授团队在研究中通过酵母双杂交(Y2H)筛选发现,生长素应答因子MdARF8为SUMO偶联酶E2 MdSCE1的蛋白互作伴侣,证实MdARF8和MdSCE1之间存在相互作用。
  SUMO E3连接酶MdSIZ1正向调控苹果侧根形成
  该团队研究人员还发现,MdSIZ1增强了MdSCE1的偶联酶活性,以形成MdSCE1-MdSIZ1-MdARF8复合物,从而促进了SUMO修饰。此外,他们还发现,MdARF8促进了转基因苹果植株的侧根形成,拟南芥siz1-2突变体侧根减少的表型在siz1-2/MdARF8互补植物中得以恢复。
  IMB4,JANUS,GIF,POL II 和PLT1之间的调控关系
  国家杰出青年基金获得者、生科学院张彦教授和李厦教授团队长期从事核输入蛋白信号途径调节植物生长发育方面的研究,近期取得了一系列成果。这些成果发表在《植物细胞》《植物生理》等植物研究领域知名期刊上。
  根尖分生区干细胞的不断分裂分化保证根的持续生长。前人的研究表明,转录因子PLT及SCR介导的信号途径在根分生区发育中起关键作用,根中不同浓度梯度的PLT1分别影响细胞分裂分化,但对其上游转录调控机制及PLT1浓度梯度的维持机制尚不清楚。他们的研究表明,拟南芥剪接复合体亚基JANUS可以招募RNA聚合酶II到WOX2及PIN7的启动子区域,促进其转录,介导早期胚发育。
  IMB4, JANUS, PLT1, and PLT1这4个蛋白
  在根分生区的分布情况
  雌雄配子体发育是植物有性生殖的基础,而有丝分裂异常导致雌雄配子体败育的调控机制尚不清楚。张彦和李厦团队的研究发现,拟南芥核输入蛋白KETCH1参与雌雄配子体发育,与多种核糖体蛋白互作。这些核糖体蛋白在核内受到26S蛋白酶体途径降解,而KETCH1保护这些核糖体,使其免受降解,保证其在核内丰度。
  张彦和李厦团队还综合运用细胞生物学、生物化学、分子生物学以及遗传学等手段,对转录因子参与胚珠发育过程的上游调控机制进行研究,发现核输入蛋白IMB4功能缺失导致胚珠珠被发育异常,进而影响胚囊发育,最终导致部分雌配子体败育。
  “我们的研究揭示了核输入蛋白识别特定核蛋白以及参与调控植物不同的发育过程,核输入蛋白还具有在核内稳定蛋白质的作用,为深入解析植物核转运蛋白的功能及作用机理提供了重要线索。”李厦介绍。
  泰山学者攀登计划专家、园艺学院陈学森教授课题组在研究中揭示了热激转录因子MdHSFA8a通过介导苹果中类黄酮合成,从而影响苹果对干旱胁迫响应的分子机制。该成果发表在《植物生理》(Plant Physiology)期刊。王楠副教授为本文第一作者,陈学森教授为本文通讯作者。
  MdHSFA8a参与调控苹果类黄酮合成
  及干旱响应的模式图
  陈学森教授课题组历时5年,对苹果中所有HSF家族转录因子进行鉴定分析,发现热休克因子MdHSFA8a对干旱敏感。在苹果中过量表达MdHSFA8a明显促进植株中类黄酮积累,并提高植株的耐旱性。他们还通过酵母双杂交筛库,发现分子伴侣热休克蛋白MdHSP90能够与MdHSFA8a互作,从而抑制其结合活性和转录激活活性。在苹果受到干旱胁迫时,MdHSP90-MdHSFA8a复合体解离,释放的MdHSFA8a与AP2/ERF家族转录因子MdRAP2.12相互作用,进而激活下游类黄酮途径中相关结构基因的活性。该团队还发现MdHSFA8a对苹果叶片的气孔密度没有影响,但能够参与脱落酸(ABA)诱导的气孔关闭。来源:山东农大报 作物生物学国家重点实验室
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