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科學家揭示植物激素獨腳金內酯分解代謝機制
[所屬分類:行業動態] [發布時間:2021-11-12] [發布人:網站管理員2] [閱讀次數:] [返回]
科學家揭示植(zhi)物激(ji)素獨腳金內酯分(fen)解代謝(xie)機制
作(zuo)者：田瑞穎 來源：中(zhong)國科學報
山東拓(tuo)普生物工程有限公(gong)司(si) //ljxinglong.com
11月(yue)12日(ri)，中(zhong)科院植物研究(jiu)所研究(jiu)員胡玉欣團隊在《自然—植物》上發(fa)表(biao)了(le)最新研究(jiu)成果，他們發(fa)現(xian)擬南芥羧酸酯酶(mei)家族(zu)成員AtCXE15及(ji)其直系同源蛋白(bai)是一種獨腳(jiao)金內酯分解(jie)代謝的(de)關鍵酶(mei)。
獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)是(shi)一(yi)類(lei)由(you)類(lei)胡蘿卜素衍生(sheng)的植(zhi)物(wu)(wu)(wu)激素，在(zai)調控植(zhi)物(wu)(wu)(wu)分(fen)枝、促進植(zhi)物(wu)(wu)(wu)與叢枝菌根真菌的共生(sheng)和誘導根寄生(sheng)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)種(zhong)子(zi)(zi)萌發等方面(mian)起(qi)著重要作用(yong)(yong)。獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的代謝(xie)及(ji)其作用(yong)(yong)機制是(shi)近年來植(zhi)物(wu)(wu)(wu)發育生(sheng)物(wu)(wu)(wu)學的重要研究(jiu)領域之一(yi)。以擬南芥、水稻等植(zhi)物(wu)(wu)(wu)為研究(jiu)材料(liao)，目前已鑒定到超過30種(zhong)不同結構的獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)，并且在(zai)獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)合成、轉(zhuan)運及(ji)信號傳導等方面(mian)取得了(le)一(yi)系列重要進展。然(ran)而(er)由(you)于一(yi)些獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)穩(wen)定性差且測(ce)定困(kun)難，植(zhi)物(wu)(wu)(wu)獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的分(fen)解代謝(xie)機制仍不清楚。
研究人員發現(xian)，AtCXE15的表(biao)達(da)在根和(he)莖外植體(ti)(ti)中(zhong)對生(sheng)長(chang)素(su)呈現(xian)出完全(quan)相反的反應模式。在擬(ni)南芥中(zhong)過量表(biao)達(da)AtCXE15基因能夠顯著增加分(fen)枝(zhi)數目，而這種分(fen)枝(zhi)數目增加是由于體(ti)(ti)內獨(du)腳金內酯(zhi)缺乏造(zao)成的。
通過進一步研究，他們(men)發(fa)現AtCXE15能夠結合并(bing)在體內(nei)外高效水(shui)解不同(tong)類(lei)型的獨(du)腳(jiao)金內(nei)酯分子(zi)，此(ci)外，AtCXE15在苜蓿、大豆等雙子(zi)葉植物(wu)(wu)，單子(zi)葉植物(wu)(wu)水(shui)稻和(he)裸子(zi)植物(wu)(wu)雙子(zi)鐵中(zhong)的直系同(tong)源蛋白功(gong)能高度保守。
有趣(qu)的(de)是，與獨腳(jiao)(jiao)金內酯合成和信號基因不同，AtCXE15轉(zhuan)錄水平受到獨腳(jiao)(jiao)金內酯和多種外界環境(jing)信號調(diao)控，這(zhe)暗示了CXE15介導的(de)獨腳(jiao)(jiao)金內酯穩態(tai)可能是植物整(zheng)合環境(jing)信號和分枝發育的(de)一種機制。
該(gai)研究揭示了植物(wu)獨腳金內酯(zhi)分解代謝和穩態(tai)調控的(de)新(xin)機制(zhi)，為(wei)通(tong)過(guo)時(shi)空操縱體內獨腳金內酯(zhi)分布進而優化(hua)作物(wu)及(ji)觀賞植物(wu)株(zhu)型提供了新(xin)的(de)策略。
中(zhong)科(ke)院(yuan)植(zhi)物研(yan)究所助(zhu)理研(yan)究員徐恩君為該(gai)論文第一作(zuo)者，胡玉欣為通訊(xun)作(zuo)者。該(gai)研(yan)究得到中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)戰(zhan)略性先導(dao)專(zhuan)項(xiang)、國(guo)家自然科(ke)學(xue)(xue)基金委(wei)的資(zi)助(zhu)。
相關論文信息(xi)：//doi.org/10.1038/s41477-021-01011-y
作(zuo)者：田瑞穎 來源：中(zhong)國科學報
山東拓(tuo)普生物工程有限公(gong)司(si) //ljxinglong.com
11月(yue)12日(ri)，中(zhong)科院植物研究(jiu)所研究(jiu)員胡玉欣團隊在《自然—植物》上發(fa)表(biao)了(le)最新研究(jiu)成果，他們發(fa)現(xian)擬南芥羧酸酯酶(mei)家族(zu)成員AtCXE15及(ji)其直系同源蛋白(bai)是一種獨腳(jiao)金內酯分解(jie)代謝的(de)關鍵酶(mei)。
獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)是(shi)一(yi)類(lei)由(you)類(lei)胡蘿卜素衍生(sheng)的植(zhi)物(wu)(wu)(wu)激素，在(zai)調控植(zhi)物(wu)(wu)(wu)分(fen)枝、促進植(zhi)物(wu)(wu)(wu)與叢枝菌根真菌的共生(sheng)和誘導根寄生(sheng)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)種(zhong)子(zi)(zi)萌發等方面(mian)起(qi)著重要作用(yong)(yong)。獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的代謝(xie)及(ji)其作用(yong)(yong)機制是(shi)近年來植(zhi)物(wu)(wu)(wu)發育生(sheng)物(wu)(wu)(wu)學的重要研究(jiu)領域之一(yi)。以擬南芥、水稻等植(zhi)物(wu)(wu)(wu)為研究(jiu)材料(liao)，目前已鑒定到超過30種(zhong)不同結構的獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)，并且在(zai)獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)合成、轉(zhuan)運及(ji)信號傳導等方面(mian)取得了(le)一(yi)系列重要進展。然(ran)而(er)由(you)于一(yi)些獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)穩(wen)定性差且測(ce)定困(kun)難，植(zhi)物(wu)(wu)(wu)獨(du)腳(jiao)(jiao)金(jin)(jin)內酯(zhi)(zhi)的分(fen)解代謝(xie)機制仍不清楚。
研究人員發現(xian)，AtCXE15的表(biao)達(da)在根和(he)莖外植體(ti)(ti)中(zhong)對生(sheng)長(chang)素(su)呈現(xian)出完全(quan)相反的反應模式。在擬(ni)南芥中(zhong)過量表(biao)達(da)AtCXE15基因能夠顯著增加分(fen)枝(zhi)數目，而這種分(fen)枝(zhi)數目增加是由于體(ti)(ti)內獨(du)腳金內酯(zhi)缺乏造(zao)成的。
通過進一步研究，他們(men)發(fa)現AtCXE15能夠結合并(bing)在體內(nei)外高效水(shui)解不同(tong)類(lei)型的獨(du)腳(jiao)金內(nei)酯分子(zi)，此(ci)外，AtCXE15在苜蓿、大豆等雙子(zi)葉植物(wu)(wu)，單子(zi)葉植物(wu)(wu)水(shui)稻和(he)裸子(zi)植物(wu)(wu)雙子(zi)鐵中(zhong)的直系同(tong)源蛋白功(gong)能高度保守。
有趣(qu)的(de)是，與獨腳(jiao)(jiao)金內酯合成和信號基因不同，AtCXE15轉(zhuan)錄水平受到獨腳(jiao)(jiao)金內酯和多種外界環境(jing)信號調(diao)控，這(zhe)暗示了CXE15介導的(de)獨腳(jiao)(jiao)金內酯穩態(tai)可能是植物整(zheng)合環境(jing)信號和分枝發育的(de)一種機制。
該(gai)研究揭示了植物(wu)獨腳金內酯(zhi)分解代謝和穩態(tai)調控的(de)新(xin)機制(zhi)，為(wei)通(tong)過(guo)時(shi)空操縱體內獨腳金內酯(zhi)分布進而優化(hua)作物(wu)及(ji)觀賞植物(wu)株(zhu)型提供了新(xin)的(de)策略。
中(zhong)科(ke)院(yuan)植(zhi)物研(yan)究所助(zhu)理研(yan)究員徐恩君為該(gai)論文第一作(zuo)者，胡玉欣為通訊(xun)作(zuo)者。該(gai)研(yan)究得到中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)戰(zhan)略性先導(dao)專(zhuan)項(xiang)、國(guo)家自然科(ke)學(xue)(xue)基金委(wei)的資(zi)助(zhu)。
相關論文信息(xi)：//doi.org/10.1038/s41477-021-01011-y
