每到春夏,植物則枝繁葉茂,一入秋冬,則草木搖落。那么植物是如何根據環境的改變來調節自身生長的?湖南大學生物學院于峰副教授研究小組發現,植物體內存在的受體激酶FERONIA承擔了這樣一種調控作用--身處逆境,使植物進入“休眠”模式,暫緩生長,用更多能量來抵抗環境中的不利因素;反之,則開啟“成長”模式。
前不久《美國科學院院刊》在線刊登了該研究小組的這一發現,引起了較大反響。
受體激酶FERONIA是植物科研界的“明星分子”,其在植物細胞生長過程中重要的調節作用得到了科研界的高度關注,但卻尚未能完全揭開其“工作機制”這一神秘面紗。
眾所周知,在不利于生長的情況下,植物會產生一種抑制生長的激素--脫落酸(ABA)。而于峰研究小組發現,在正常的生長條件下,FERONIA通過小G蛋白信號途徑,激活磷酸酶ABI2,從而阻礙脫落酸(ABA)發出抑制生長的信號。與之對應,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“關閉”了植物的生長“開關”--RALF多肽信號。
由此,于峰研究小組提出了脫落酸(ABA)與RALF多肽信號交叉“會話”模型:在正常生長條件下,調控植物生長的RALF多肽信號通過其受體FERONIA抑制脫落酸信號,從而降低逆境應答反應,植物則加速生長;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RALF信號響應,植物逆境應答增強,生長速率的減緩,而生存能力增強。
于峰介紹,研究小組正將這一基礎理論研究上獲得的發現,逐步轉化到水稻等主要農作物應用研究中,用以調控水稻的生長,從而獲得更加優質的大米。從目前進行的實驗來看,已取得了較好進展。
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