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高俊平马男团队揭示月季水通道蛋白参与干旱胁迫响应的新机制

发布日期:2019-04-15 字体:[ ]

 

月季Rosa hybrida是世界范围内的重要花卉作物,栽培面积和产值可占切花总额的1/3左右,植株生长发育和花朵品质调控是月季切花生产中的核心问题。在生产和流通中,水分亏缺是影响月季品质的重要问题。

  20190304日,Nature Plants 杂志在线发表了中国农业大学园艺学院高俊平/马男课题组题为 In rose, transcription factor PTM balances growth and drought survival via PIP2;1 aquaporin 的研究论文,揭示了在干旱条件下月季中PIP2;1PTM模块平衡植株生长与存活的机制

高俊平课题组之前的研究发现,月季质膜型水通道蛋白RhPIP2;1通过控制细胞吸水扩展,从而调节了花瓣生长和花朵开放品质Plant Physiol., 2008, 2013Plant Mol. Biol., 2013。水通道蛋白aquaporins, AQPs是水分跨膜运输的最主要通道,是影响动物和植物体内水分平衡的重要调节蛋白。最新的研究表明,在小鼠和拟南芥中,AQPs可以通过转运信号分子(NOH2O2参与细胞信号传递Bienert and Chaumont, Biochim. Bioph. Acta, 2014,但是AQPs本身是否能够直接参与细胞信号转导尚不明确。

这项最新的研究发现,在月季中,RhPIP2;1能够与定位于质膜的MYB类转录因子RhPTM相互作用。水分亏缺快速诱导RhPIP2;1273位丝氨酸残基发生磷酸化修饰,从而导致RhPTMC-末端从膜上解离并进入细胞核。RhPTMC-末端作为转录抑制子,降低了碳水化合物合成相关基因的表达,减缓了植株生长。沉默RhPTM基因后,提高了植株各器官在干旱胁迫下的生长量,但显著降低了植株的存活率。


RhPIP2;1-RhPTM模块调节干旱逆境下月季植株“生长—存活”的平衡

这一发现揭示了以RhPIP2;1-RhPTM模块为核心,调节干旱胁迫下植株“生长—存活”平衡的新途径(图1。同时证实,AQPs不仅具有水分跨膜运输的通道功能,也可作为快速响应水分胁迫信号的调节蛋白,主动参与植株的干旱胁迫响应。

中国农业大学园艺学院高俊平教授和马男教授为共同通讯作者,博士研究生张帅冯明陈雯为共同第一作者。陈雯于2013年获得中国农业大学观赏园艺学科博士学位,现为浙江农林大学农业与食品科学学院副教授。该研究由国家自然科学基金重点项目和优秀青年基金项目资助。

 

转自https://www.nature.com/articles/s41477-019-0376-1

 

信息来源:园艺学院
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