植物幼苗顶端弯钩形成机制研究的重要进展

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植物幼苗顶端弯钩形成机制研究的重要进展

[本刊讯] 顶端弯钩的形成对于幼苗的成功出土至关重要, 顶端弯钩形成缺陷突变体(如 hookless1突变体, hls1)不能从土壤中出土见光生长, 因此难以存活。过去研究发现, 植物激素在调控顶端弯钩形成的过程中发挥重要作用, 其中乙烯通过稳定其信号通路核心转录因子 EIN3/EIL1进而促进顶端弯钩形成, 而茉莉素抑制顶端弯钩形成并拮抗乙烯的促进作用, 但详细机制尚且未知。

在国家自然科学基金委、北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室和北大-清华生命科学联合中心的资助下,北京大学生命科学学院郭红卫课题组张兴与朱自强等人进行了植物激素调控顶端弯钩形成的机制研究, 揭示了茉莉素拮抗乙烯在顶端弯钩形成中的作用机理, 发现茉莉素激活其通路中重要转录因子 MYC2, 而激活后的 MYC2通过两种机制抑制EIN3/EIL1的功能：一是诱导一个F-box蛋白(EBF1)的基因表达, 从而加速EIN3/EIL1的泛素化降解；二是直接与EIN3/EIL1蛋白互作, 抑制其转录活性。因此高剂量的茉莉素处理最终导致植物幼苗中EIN3/EIL1功能显著下降,从而使得HLS1基因无法表达, 表现为顶端弯钩的缺失。本项工作研究成果于2014年3月26 日在Plant Cell在线发表(Plant Cell. 10.1105/tpc.113.122002), 为解释多种激素调节顶端弯钩形成的机制奠定了基础。