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每到春夏,植物则枝繁叶茂,一入秋冬,则草木摇落。那么植物是如何根据环境的改变来调节自身生长的?湖南大学生物学院于峰副教授研究小组发现,植物体内存在的受体激酶FERONIA承担了这样一种调控作用--身处逆境,使植物进入“休眠”模式,暂缓生长,用更多能量来抵抗环境中的不利因素;反之,则开启“成长”模式。
前不久《美国科学院院刊》在线刊登了该研究小组的这一发现,引起了较大反响。
受体激酶FERONIA是植物科研界的“明星分子”,其在植物细胞生长过程中重要的调节作用得到了科研界的高度关注,但却尚未能完全揭开其“工作机制”这一神秘面纱。
众所周知,在不利于生长的情况下,植物会产生一种抑制生长的激素--脱落酸(ABA)。而于峰研究小组发现,在正常的生长条件下,FERONIA通过小G蛋白信号途径,激活磷酸酶ABI2,从而阻碍脱落酸(ABA)发出抑制生长的信号。与之对应,在病虫害等逆境条件下,脱落酸(ABA)含量升高,抑制磷酸酶ABI2,并释放FERONIA的激酶活性,从而“关闭”了植物的生长“开关”--RALF多肽信号。
由此,于峰研究小组提出了脱落酸(ABA)与RALF多肽信号交叉“会话”模型:在正常生长条件下,调控植物生长的RALF多肽信号通过其受体FERONIA抑制脱落酸信号,从而降低逆境应答反应,植物则加速生长;而在逆境(如盐、温度、病虫害等)条件下脱落酸含量升高并抑制ABI2磷酸酶活性从而上调RALF信号响应,植物逆境应答增强,生长速率的减缓,而生存能力增强。
于峰介绍,研究小组正将这一基础理论研究上获得的发现,逐步转化到水稻等主要农作物应用研究中,用以调控水稻的生长,从而获得更加优质的大米。从目前进行的实验来看,已取得了较好进展。