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Karrikin信號途徑與獨腳金內酯信號途徑共同調控水稻中胚軸發育

2020-07-23 03:03:00來源:

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  中國農業科學院深圳農業基因組研究所(以下簡稱“基因組所”),聯合中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國水稻研究所以及南京農業大學的研究團隊,在Karrikin和獨腳金內酯信號轉導途徑共同調控水稻中胚軸發育的分子機制研究中取得重要進展。

  

  獨腳金內酯(Strigolactone, SL)是一種新型植物激素,能夠抑制植物分枝、促進叢枝菌根真菌菌絲的分枝、促進獨腳金等寄生雜草種子的萌發等,目前,對水稻中獨腳金內酯信號途徑的分子機制了解已經比較清楚。 Karrikin是一類植物燃燒形成的煙霧中的小分子,能調控種子萌發和幼苗發育,根系形態等植物生長發育過程。Karrikin分子結構與獨腳金內酯的分子結構部分相似,推測Karrikin有可能利用與獨腳金內酯相似的機制進行信號轉導調控植物生長發育。聯合研究團隊,從黑暗條件下的水稻中胚軸發育表型入手,對獨腳金內酯和Karrikin信號轉導的分子機制進行了系統的研究,揭示了水稻中Karrikin信號轉導途徑與獨腳金內酯信號轉導途徑相似的“去抑制化激活”調控模型,闡明了Karrikin信號途徑與獨腳金內酯信號途徑共同調控水稻中胚軸發育的分子機制。  

  該研究成果于2020年7月15日在國際知名學術期刊《植物細胞(The Plant Cell)》上在線發表,基因組所為論文的第一單位。基因組所博士后鄭建樹、洪凱博士和助理研究員曾龍軍為該共同第一作者,基因組所熊國勝研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃,國家自然科學基金委、深圳市科創委的資助。

  

  Karrikin(KAR)信號途徑與Strigolactone (SL)信號途徑調控水稻生長發育的工作模型

  D53與OsSMAX1都能與轉錄抑制因子TPRs形成復合物,分別抑制SL和KAR信號通路下游靶基因的表達,從而抑制SL或KAR信號通路。當獨腳金內酯信號和KAR信號分別被受體蛋白D14和D14L感受時,相應地誘導D53和OsSMAX1被D3泛素化,泛素化的D53和OsSMAX1再通過26S蛋白酶體降解,從而解除轉錄共抑制因子TPRs對下游靶基因表達的抑制作用,從而,影響受SL信號和KAR信號調控的相應表型。

  

  原文鏈接:http://www.plantcell.org/content/early/2020/07/14/tpc.20.00123

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