中國農大長江學者新發Cell子刊文章
日期:2015-02-12 09:06:29
經過漫長的進化,植物演化出了抵抗和適應各種逆境的不同生理機制。低溫脅迫是限制植物生長和發育的主要環境因素,對許多重要作物的產量和地理分布有很大的影響。低溫脅迫會使一些熱帶和亞熱帶植物無法在溫帶以北地區安全越冬。因此,了解植物的抗凍機制不僅有重要的科研意義,也能有助于解決生產中的實際問題。
植物在遭遇低溫脅迫的時候,會通過不同途徑啟動相關基因的表達,合成特殊的蛋白質來進行響應。科學家們已經在擬南芥中,對CBF(C-repeat-binding factor)依賴的低溫信號通路進行了廣泛研究,但目前還不了解這一通路所涉及的特殊蛋白激酶。
中國農業大學的研究團隊對此進行了深入研究。他們發現,OST1激酶能通過增強ICE1的穩定性來調節擬南芥的抗凍能力。這一成果發表在本期的Developmental Cell雜志上,文章的通訊作者是中國農業大學生物學院的楊淑華(Shuhua Yang)教授。
OST1(OPEN STOMATA 1)是ABA信號通路中的一個著名Ser/Thr蛋白激酶。研究人員發現,OST1在CBF上游起作用,正調控植物的抗凍能力。ost1突變株對寒冷高度敏感,而過表達OST1能增強轉基因植物的抗凍能力。
進一步研究顯示,OST1能與CBF通路中的轉錄因子ICE1和E3泛素連接酶HOS1相互作用。低溫激活的OST1會使ICE1磷酸化,增強其穩定性和轉錄活性。同時,OST1還能干擾HOS1和ICE1的互作,抑制低溫脅迫時HOS1介導的ICE1降解。
這項研究向人們展示,在CBF依賴的低溫信號傳導中,OST1起到了出人意料的調節作用。
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