《研究揭示细胞壁蛋白调控植物耐盐的新机制》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: feifei
  • 发布时间:2018-12-11
  • 12 月 5 日, 国际学术期刊《美国国家科学院院刊》( PNAS ) 在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心 / 植物生理生态研究所上海植物逆境生物学研究中心朱健康研究组题为 Leucine-rich repeat extensin proteins regulate plant salt tolerance in Arabidopsis 的研究论文。该研究首次报道了细胞壁 LRX 蛋白通过与 RALF 多肽以及细胞膜受体类激酶 FER 形成一个元件来调控植物生长和耐盐性的机制。

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    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-03-30
    • 1月18日,PLOS Genetics 杂志在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所李来庚研究组题目为SUMO modification of LBD30 by SIZ1 regulates secondary cell wall formation in Arabidopsis thaliana 的研究论文,揭示了蛋白质SUMO(small ubiquitin-related modifier)化修饰精细调控植物次生细胞壁增厚新机制。   细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的主要特征之一。所有植物细胞都具有初生细胞壁,一些细胞类型,例如维管组织的纤维细胞和管状细胞中,需要形成加厚的次生细胞壁,为植物的直立生长提供机械支撑力以及水分和养分长途运输通道。次生细胞壁形成直接影响植物生长发育和抗逆性状,次生细胞壁加厚过程在时空上受到多层次的精细、复杂和严格的调控。   SUMO化修饰是一种蛋白翻译后的修饰方式。SUMO化修饰在蛋白质之间相互作用、蛋白质在细胞内的定位、转录因子活性等方面发挥多种调节功能。近日,李来庚研究组发现转录因子LBD30通过SIZ1介导的SUMO化修饰作用于拟南芥纤维细胞次生细胞壁加厚过程。研究证明了LBD30的SUMO化修饰直接对纤维细胞壁加厚的转录程序进行调控。SUMO化的LBD30促进细胞壁加厚的转录程序启动,如果LBD30不被SUMO化,则该细胞壁加厚程序不能正常启动(如图所示)。该研究首次发现了蛋白质SUMO化修饰在调控次生细胞壁形成中的重要功能,揭示了次生细胞壁形成多层次调控网络的一个新途径,为实现对细胞壁生物质的精确和定向改造提供了一条新的可操作技术路径。   博士生刘畅和哈斯为该论文的共同第一作者。该研究由国家自然科学基金委、科技部重点研发计划和中国科学院战略先导项目提供经费支持。
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    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2019-12-31
    • 近日,New Phytologist杂志在线刊发了中国农业大学化学控制研究中心题为 Phosphatase GhDsPTP3a interacts with annexin protein GhANN8b to reversely regulate salt tolerance in cotton 的研究论文,揭示棉花耐盐调控新机制。 盐胁迫是影响棉花产量和品质的主要逆境之一。由于棉花基因组复杂且转化周期长,棉花耐盐基因挖掘和耐盐基因功能研究较其他作物滞后。中国农业大学化学控制研究中心近期通过构建以及筛选棉花病毒诱导的基因沉默cDNA文库发现,沉默双功能蛋白磷酸酶GhDsPTP3基因能显著增强棉花的耐盐性。植物的PTPases参与调控多种信号途径,如细胞周期、离子转运、发育调控以及逆境胁迫等,但目前PTPases在植物耐盐中的分子调控机制还不清楚。 该研究利用生物化学、分子生物学和遗传学手段揭示了GhDsPTP3为棉花应答盐胁迫的一个重要的负调控蛋白磷酸酶,与膜联蛋白GhANN8互作反向调控胞质内的Ca2+势。盐胁迫诱导GhANN8的磷酸化,而GhDsPTP3能够与GhANN8互作并去除其磷酸化基团。盐胁迫下, GhDsPTP3与GhANN8反向调控GhSOS1基因表达促进Na+外排,GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+势是调控Na+外排所必须的。在该研究中,研究人员发现过表达GhDsPTP3植株对盐胁迫的耐受性减弱,而过表达GhANN8植株对盐胁迫的耐受性增强,这与GhDsPTP3或GhANN8功能缺失结果一致。 综上所述,该研究揭示了一种GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+信号模块,其作为棉花耐盐的重要组分,对棉花品种的耐盐遗传改良有一定的理论和现实意义。 中国农业大学穆春博士后和周琳博士为该论文的共同*作者,中国农业大学农学院李芳军副教授和美国德州农工大学的Shan Libo教授为该论文的共同通讯作者。