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阐明独脚金内酯调控水稻分蘖和株型的信号途径

发布时间:2022-05-26

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  独脚金内酯(Strigolactones,SLs)是一类调控植物分枝(分蘖) 的植物激素,它在植物株型调控中发挥了重要作用,但其作用发挥的信号途径还很少被了解。

  由亚博yabo888vip网页版登录遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室李家洋和王永红研究组与亚博yabo888vip网页版登录上海生命亚博vip全站最新网站院药物研究所徐华强研究组等组成的团队,以及由南京农业大学作物遗传与种质改良国家重点实验室万建民研究组与中国农业科学院作物亚博vip全站最新网站所王海洋等和美国华盛顿大学郑宁等组成的团队分别对此开展了独立研究,得到了一致的结果。他们的研究都基于一种部分显性矮化多分蘖水稻变体dwarf53d53),该变体表现出对SL信号不敏感。他们从中克隆出了DWARF53(D53)基因。D53 基因编码SCFD3泛素复合体的一个底物,在功能上作为SL 信号的抑制因子。他们的研究发现,在SL信号诱导下,D53蛋白可与此前发现的两个SL信号感知因子DWARF14(D14,一个推测的SL 受体候选蛋白) 和DWARF3(D3,SCF E3 泛素连接酶复合体的F-box元件)结合形成复合体,使D53蛋白泛素化进而发生蛋白酶体降解。这显示SL信号通过使D53发生D14-SCFD3依赖性降解从而发挥其对株型的调控作用。而d53变体中D53的功能获得突变形式对SL 信号不敏感,表现出可抵抗SL信号介导的降解。该研究结果不仅为水稻株型改良提供了重要理论基础,也为籼粳杂种优势利用提供了有用的基因和材料。

  相关研究论文同时发表在2013年12月19日《自然》杂志[Nature,504(7480) : 401—405 和406—410]上。《自然》杂志同期发表了题为Witchcraft and destruction的专文评述,肯定了D53 介导的独脚金内酯信号途径在调控植物生长发育中的核心地位,并高度评价了上述研究成果的理论意义和潜在应用价值。

(责任编辑:程博)

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