农科院研究员揭示植物初期发育生长奥秘
记者24日从中国农科院获悉,该院生物技术研究所研究员黄荣峰带领的科研团队,揭示了植物激素乙烯与环境信号光如何相互作用,共同调控植物下胚轴生长的分子机制,由此揭秘了植物初期发育生长的奥秘。研究成果近日发表在《科学公共图书馆遗传学版》杂志上。
光作为植物生长能源的同时,还参与植物整个生命周期的调控,且植物还会合成激素,来调控自身的生长发育过程。因此,植物形成了一套高效、精细的机制,整合外界环境和内源激素,以适应复杂多变的自然界。之前的科学研究发现,一粒种子在黑暗的土壤中破土萌发,它的下胚轴会伸长生长,而一旦萌发种子的子叶暴露于光下,光将抑制下胚轴伸长生长;而植物激素乙烯,却可以逆转光的这种抑制作用,促进光下幼苗下胚轴生长。然而,乙烯与光相互作用,如何调控这一过程的分子基础却一直没弄清楚。
黄荣峰和他的科研团队揭示了其中的机理。他们首先证明,乙烯促进的下胚轴伸长生长,依赖于光信号的正向调节因子HY5(HY5在植物光形态建成和光诱导基因表达中,起重要的正调控作用)。这一因子的降解,导致了下胚轴的伸长生长。通过进一步研究,科研人员又发现,乙烯通过影响光信号因子E3,连接酶COP1的核质分布,从而逆转光对于植物下胚轴生长的抑制作用。由此,科研人员揭示了植物整合光信号和乙烯信号的途径,进而揭示了调控植物初期生长发育的分子机制,为科学界认识植物外界环境和内源激素相互作用的机制,提供了一种新的调控模型。
据介绍,上述研究由黄荣峰实验室与首都师范大学马力耕实验室、耶鲁大学邓兴旺实验室合作完成;项目得到了国家基金委“植物激素作用的分子机理重大研究计划”以及科技部973重大基础研究项目的资助。
编辑:zhimin
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