《Molecular Plant 出版“植物激素”专辑》

  • 来源专题:昆明植物研究所科技信息监测
  • 发布时间:2016-04-11
  • 紧跟植物科学研究的国内外动态和国际前沿,Molecular Plant《分子植物》于2016年1月5日出版了由李家洋、李传友等12位国内外知名科学家组织的“植物激素”专辑。该专辑收录了7篇综述文章。其中,法国Jean-Michel Daviere和 Patrick Achard教授综述了DELLA蛋白在调控多种植物激素信号途径中的关键作用;我国谢旗研究组对泛素-蛋白降解体系在ABA信号途径中的作用进行了全面综述,黎家研究组讨论了BR调控植物根生长发育及与其他微生物共生方面的进展,何祖华和谢旗研究组合作综述了植物激素在种子休眠和萌发过程中的调控作用,上海逆境植物生物学中心的Chizuko Yamamuro博士与朱建康和杨贞标研究员合作分析了表观遗传修饰与植物激素作用之间的互作和调控;韩国Jae-Yean Kim研究组详细介绍了胞间连丝在植物激素和小分子物质信号转导中的作用;捷克Jan Hejatko研究组分析和讨论了高等植物多步磷酸转移(MSP)信号通路中主要蛋白的结构特征,特别是与细胞分裂素和乙烯信号相关蛋白的结构。

    该专辑发表了来自国内外的6篇原创论文和3篇Letter,涉及多种植物激素信号通路和调控的分子机理研究。我国潘建伟研究组发现网格蛋白介导的生长素信号调控下胚轴顶钩形成和蓝光诱导的顶钩打开,香港中文大学Jun-Xian He研究组报道BR信号途径重要转录因子BZR1与光调控转录因子HY5互作调控拟南芥子叶展开,黄荣峰研究组报道ABA通过ABI4负调控乙烯生成基因ACS4和ACS6来抑制暗下乙烯的产生,汤文强研究组发现PP2A B亚基通过去磷酸化BR受体BRI1调控BR反应,香港科技大学Ning Li研究组通过磷酸化蛋白质组学分析发现乙烯可以增强水通道蛋白PIP2;1的磷酸化来促进水的转运。西班牙Pedro L. Rodriguez和美国Doris Wagner研究组合作发现染色质重塑因子BRM作为ABA信号途径核心组分SnRK蛋白激酶和PP2C蛋白去磷酸化酶的底物来调控ABA反应,韩国Tae-Wuk Kim研究组报道拟南芥BSU1家族成员的寡聚化可促进BR信号输出,德国Klaus Harter研究组报道拟南芥细胞分裂素感应蛋白组氨酸激酶AHK2和AHK3可以催化Ser/Thr/Tyr的磷酸化来调控多个磷酸化信号转导通路。此外,中国科学院化学所陈义研究组报道了一种从微量植物组织中测定和定量痕量赤霉素的新方法。

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    • 植物病毒是威胁植物健康及作物产量和品质的重要病原,给农业生产造成了严重损失。在植物寄主与病毒长期的共进化过程中,病毒能够利用多种策略改变宿主的细胞环境,从而更有利于自身复制和传播。为了应对病毒的侵染,植物也建立了多种防御机制。激素是一类内源性小分子物质,主要包括生长素(Auxin)、细胞分裂素(CKs)、赤霉素(GAs)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)、脱落酸(ABA)和油菜素内酯(BRs)。激素参与调控植物的多种生长发育过程,如细胞的分裂与伸长,组织与器官分化,开花与结实,成熟与衰老,以及应对外界多种生物和非生物胁迫。在不同的植物激素之间存在着广泛的协同或拮抗作用,精细调控植物响应外界胁迫反应。 北京大学李毅教授团队一直致力于水稻病毒致病与水稻抗病毒机制相关研究,近年来聚焦赤霉素,生长素,茉莉酸等介导的水稻矮缩病毒(RDV),水稻条纹病毒(RSV)致病与水稻抗病毒机制,并取得了一系列原创性成果,在eLife,Nature Plants,PNAS, PLOS Pathogens,Molecular Plant,Cell Host and Microbe等重要刊物发表了一系列高水平研究论文,获得了国际同行的广泛认可和好评。 近期,该团队在PLOSs Pathogens发表论题为“Current understanding of the interplays between host hormones and plant viral infections”的综述论文,系统地综述了国内外同行及该团队在植物激素介导的病毒-寄主植物相互作用机制领域的最新进展,提出了未来需要研究的问题,总结了植物激素测定方法及响应病毒侵染的标志性基因表达,为后续更深入的研究和理解植物激素在调控病毒-寄主植物的作用机制提供了参考。
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    • 就像人类和其他动物一样,植物也有激素。植物激素的一个作用是感知麻烦——不管是昆虫袭击、干旱、酷热还是寒冷——然后向植物的其他部分发出信号,让它们做出反应。 由索尔克研究所现任和前任研究员领导的多中心研究小组报告了植物对一种叫做茉莉酸或茉莉酸盐的激素反应的新细节。研究结果发表在2020年3月13日的《自然植物》杂志上,揭示了一个复杂的交流网络。这些知识可以帮助研究人员,比如索尔克的“利用植物计划”(harnplants Initiative)的成员,开发出更耐寒、更能抵御攻击的农作物,尤其是在气候迅速变化的时代。 “这项研究为我们提供了一幅非常详细的图片,展示了这种激素,茉莉酸,是如何在许多不同的水平发挥作用的,”约瑟夫·埃克教授说,他是该研究的共同通讯作者和霍华德·休斯医学研究所的研究员。“它使我们了解如何处理环境信息和发展信息,以及如何确保适当的增长和发展。” 研究中使用的植物是拟南芥,一种芥菜科的小型开花植物。由于其基因组已被很好地描述,这种植物是一个流行的模型系统。科学家可以把他们在A. thaliana中学到的知识应用到其他植物上,包括那些作为食物的植物。茉莉酸不仅存在于黄花蒿中,而且存在于整个植物界。 “茉莉酸对植物抵御真菌和昆虫的防御反应特别重要,”共同第一作者Mark Zander说,他是Ecker实验室的研究员。“我们想精确地了解植物感知到茉莉酸后会发生什么。哪些基因被激活和失活,哪些蛋白质被产生,哪些因素控制着这些精心策划的细胞过程?” 研究人员从培养皿中培养的植物种子开始。他们把种子放在黑暗中三天,以模拟种子在地下最初几天的生活。“我们知道这种增长阶段是非常重要的,”说co-first作者和共同通讯作者马修Lewsey,拉筹伯大学副教授在墨尔本,澳大利亚,曾在埃克的实验室工作。前几天在土壤中是一个具有挑战性的幼苗,因为他们面临来自昆虫和真菌的攻击。“如果你的种子不发芽,不能从土壤中成功发芽,那你就没有收成,”刘易斯补充道。 三天后,这些植物暴露在茉莉酸中。然后,研究人员从植物细胞中提取DNA和蛋白质,并使用特定的抗体来对抗他们感兴趣的蛋白质,以捕获这些调控因子的确切基因组位置。通过使用不同的计算方法,该团队随后能够识别出对植物对茉莉酸的反应以及细胞与其他植物激素通路的交叉沟通有重要作用的基因。 在整个系统中,MYC2和MYC3基因的重要性上升到了最高。这些基因编码的蛋白质是转录因子,这意味着它们调节许多其他基因的活动——在这个例子中是成千上万的其他基因。 “过去,对MYC基因和其他转录因子的研究一直是线性的,”Lewsey解释说。“科学家们观察一个基因如何与另一个基因连接,然后再连接下一个,如此类推。这种方法天生速度慢,因为有很多基因和很多连接。我们在这里所做的是创建一个框架,通过这个框架,我们可以同时分析许多基因。” “通过破译所有这些基因网络和子网络,它帮助我们理解整个系统的架构,”Zander说。“我们现在有了一幅非常全面的图片,可以知道在植物的防御反应中,哪些基因是开启和关闭的。随着CRISPR基因编辑的可用性,这些细节可以用于培育能够更好地抵御害虫攻击的作物。” 这项工作的另一个值得注意的方面是,来自研究的所有数据都可以在Salk的网站上找到。研究人员可以利用这个网站搜索他们研究的基因的更多信息,并找到针对它们的方法。 ——文章发布于2020年3月13日