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生科團隊發現植物通過調控生長素信號應答高鹽脅迫的新機制

国际权威学术期刊The Plant Cell于11月21日在线发表了生命科学学院章文华教授研究团队完成的题为“Phosphatidic acid directly regulates PINOID-dependent phosphorylation and activation of the PIN-FORMED 2 auxin efflux transporter in response to saltstress”的研究论文。该研究揭示了植物细胞膜脂通过调控生长素信号应答高盐胁迫的分子机制。

全球范围内土壤盐渍化日趋严重,威胁作物生长、发育、产量及其品质。提高作物耐盐性是提高全球粮食产量的重要措施之一。系统、深入地解析植物应答高盐胁迫的分子网络,是改良作物抗盐性的重要前提。章文华教授领衔的作物抗逆生理与分子遗传改良团队通过多年、系统的研究发现,磷脂水解酶D(PLD)及其产物磷脂酸(PA)是植物抗逆胁迫信号中的重要调控因子。在该研究中他们发现,盐胁迫下,PLDα1和PLDδ同时被激活,水解底物PC/PE(磷脂酰胆碱/磷脂酰乙醇氨)并产生PA,PA结合并激活蛋白激酶PID(PINOID;AGCVIII蛋白家族),增强其磷酸化PIN2(生长素输出转运蛋白)活性,提高了PIN2外运生长素能力,从而促进了生长素在根尖的再分布,维持植物生长以抵御盐胁迫。该团队的前期研究还表明,PA调控一批重要的蛋白,如NADPH氧化酶RbohD、蛋白激酶MAPK6和微管结合蛋白MAP65-1等,提示PA在植物逆境响应中具有广泛的信号功能(Zhang et al., Plant Cell 2009; Yu et al., New Phytology 2010;Zhang et al., Plant Cell2012)。这些发现,为以后农作物分子遗传改良和育种提供了重要基因资源和科学依据。

该论文第一作者为生科院博士生王培培,通讯作者为生科院张群副教授,生科院的章文华教授、井文副教授、沈立轲博士、屈娅娜实验师和资环学院的宣伟教授也参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本业务费、江苏省自然科学基金和江苏省优势學科建設等项目资助。

PLD/PA調控生長素信號應答高鹽脅迫的工作模式圖

論文鏈接:http://www.plantcell.org/content/early/2018/11/21/tpc.18.00528