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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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遺傳發(fā)育所等在水稻油菜素內酯信號調控機制研究中取得進展

2020-01-20 遺傳與發(fā)育生物學研究所
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  油菜素內酯 (簡稱BR) 是一類重要的植物激素,調控著水稻株高、葉夾角、籽粒大小等諸多重要農藝性狀。近年來,BR信號傳導研究進展迅速,但其精細調控機制還不清楚。

  中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室儲成才研究組和中國農業(yè)科學院作物科學研究所童紅寧研究組長期合作致力于BR調控水稻生長發(fā)育的分子機制研究。在前期工作中相繼克隆鑒定了水稻中BR信號傳導途徑中多個重要組分DLT、GSK2、GRF4(Tong et al., 2009; Tong et al., 2012; Che et al., 2015),并提出了以GSK2負調控因子為核心在蛋白水平調控下游轉錄因子功能來介導BR應答反應的模型(Tong and Chu, 2012; 2018)。一系列研究表明,BR在不同條件下對水稻生長發(fā)育存在精細調控,如生理濃度下BR促進水稻伸長,而高濃度BR則抑制伸長(Tong et al., 2014, Tong et al., 2016)。為了深入解析這一調控機制,實驗室進行了大量遺傳、生理生化等篩選,鑒定了兩個Ovate家族蛋白OFP1OFP3,它們與DLTGSK2均能互作。研究發(fā)現(xiàn),OFP1BR信號傳導途徑中的正調控因子,特異性受高濃度BR誘導,可能參與高水平BRGA含量和株高的抑制作用 (Xiao et al., 2017)。

  有趣的是,盡管OFP3OFP1親源關系非常近,功能卻相反。opf3突變體促進幼苗生長,而過表達OFP3則導致植株表現(xiàn)出典型的BR缺失表型,包括植株矮化、葉片直立、籽粒變小、BR敏感性顯著下降等。進一步通過生理、生化、分子、遺傳學等手段對OFP3的分子調控機制進行研究發(fā)現(xiàn),OFP3能與BR信號傳導途徑下游的多個組分互作,不僅抑制BR信號,還抑制BR合成。BR抑制OFP3蛋白穩(wěn)定性,而GSK2則能磷酸化OFP3使其更加穩(wěn)定,而高濃度BR會誘導OFP3降解。這一研究成果揭示了OFP3作為BR信號傳導途徑中的負調控因子參與下游轉錄因子之間的相互作用,暗示OFP3可能作為一個激素信號的穩(wěn)定子發(fā)揮作用,進而調控BR應答反應,豐富了人們對水稻中BR信號調控機制的認識(圖)。

  該研究成果于117日在The Plant Journal 雜志上在線發(fā)表。儲成才研究組已畢業(yè)博士研究生肖云華和博士研究生張國霞為該論文共同第一作者,儲成才和童紅寧為共同通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金項目資助。

  論文鏈接

: OFP3與其它BR信號傳導途徑組分互作調控BR應答反應模型

打印 責任編輯:葉瑞優(yōu)

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