中國農(nóng)大長江學(xué)者新發(fā)Cell子刊文章
日期:2015-02-12 09:06:29
經(jīng)過漫長的進(jìn)化,植物演化出了抵抗和適應(yīng)各種逆境的不同生理機(jī)制。低溫脅迫是限制植物生長和發(fā)育的主要環(huán)境因素,對(duì)許多重要作物的產(chǎn)量和地理分布有很大的影響。低溫脅迫會(huì)使一些熱帶和亞熱帶植物無法在溫帶以北地區(qū)安全越冬。因此,了解植物的抗凍機(jī)制不僅有重要的科研意義,也能有助于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題。
植物在遭遇低溫脅迫的時(shí)候,會(huì)通過不同途徑啟動(dòng)相關(guān)基因的表達(dá),合成特殊的蛋白質(zhì)來進(jìn)行響應(yīng)??茖W(xué)家們已經(jīng)在擬南芥中,對(duì)CBF(C-repeat-binding factor)依賴的低溫信號(hào)通路進(jìn)行了廣泛研究,但目前還不了解這一通路所涉及的特殊蛋白激酶。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)此進(jìn)行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn),OST1激酶能通過增強(qiáng)ICE1的穩(wěn)定性來調(diào)節(jié)擬南芥的抗凍能力。這一成果發(fā)表在本期的Developmental Cell雜志上,文章的通訊作者是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院的楊淑華(Shuhua Yang)教授。
OST1(OPEN STOMATA 1)是ABA信號(hào)通路中的一個(gè)著名Ser/Thr蛋白激酶。研究人員發(fā)現(xiàn),OST1在CBF上游起作用,正調(diào)控植物的抗凍能力。ost1突變株對(duì)寒冷高度敏感,而過表達(dá)OST1能增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植物的抗凍能力。
進(jìn)一步研究顯示,OST1能與CBF通路中的轉(zhuǎn)錄因子ICE1和E3泛素連接酶HOS1相互作用。低溫激活的OST1會(huì)使ICE1磷酸化,增強(qiáng)其穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄活性。同時(shí),OST1還能干擾HOS1和ICE1的互作,抑制低溫脅迫時(shí)HOS1介導(dǎo)的ICE1降解。
這項(xiàng)研究向人們展示,在CBF依賴的低溫信號(hào)傳導(dǎo)中,OST1起到了出人意料的調(diào)節(jié)作用。