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Karrikin信号途径与独脚金内酯信号途径共同调控水稻中胚轴发育

来源: 发布者: 时间:2020年07月23日

  中国农业科学院深圳农业基因组研究所(以下简称“基因组所”),联合中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国水稻研究所以及南京农业大学的研究团队,在Karrikin和独脚金内酯信号转导途径共同调控水稻中胚轴发育的分子机制研究中取得重要进展。

  

  独脚金内酯(Strigolactone, SL)是一种新型植物激素,能够抑制植物分枝、促进丛枝菌根真菌菌丝的分枝、促进独脚金等寄生杂草种子的萌发等,目前,对水稻中独脚金内酯信号途径的分子机制了解已经比较清楚。 Karrikin是一类植物燃烧形成的烟雾中的小分子,能调控种子萌发和幼苗发育,根系形态等植物生长发育过程。Karrikin分子结构与独脚金内酯的分子结构部分相似,推测Karrikin有可能利用与独脚金内酯相似的机制进行信号转导调控植物生长发育。联合研究团队,从黑暗条件下的水稻中胚轴发育表型入手,对独脚金内酯和Karrikin信号转导的分子机制进行了系统的研究,揭示了水稻中Karrikin信号转导途径与独脚金内酯信号转导途径相似的“去抑制化激活”调控模型,阐明了Karrikin信号途径与独脚金内酯信号途径共同调控水稻中胚轴发育的分子机制。  

  该研究成果于2020年7月15日在国际知名学术期刊《植物细胞(The Plant Cell)》上在线发表,基因组所为论文的第一单位。基因组所博士后郑建树、洪凯博士和助理研究员曾龙军为该共同第一作者,基因组所熊国胜研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金委、深圳市科创委的资助。

  

  Karrikin(KAR)信号途径与Strigolactone (SL)信号途径调控水稻生长发育的工作模型

  D53与OsSMAX1都能与转录抑制因子TPRs形成复合物,分别抑制SL和KAR信号通路下游靶基因的表达,从而抑制SL或KAR信号通路。当独脚金内酯信号和KAR信号分别被受体蛋白D14和D14L感受时,相应地诱导D53和OsSMAX1被D3泛素化,泛素化的D53和OsSMAX1再通过26S蛋白酶体降解,从而解除转录共抑制因子TPRs对下游靶基因表达的抑制作用,从而,影响受SL信号和KAR信号调控的相应表型。

  

  原文链接:http://www.plantcell.org/content/early/2020/07/14/tpc.20.00123

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