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研究发现植物抗病与发育激素交互作用新机制
发布时间:2012/6/5 | 浏览:1145次 | 来源:华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心
来自中科院植物生理生态研究所,阿肯色大学,密西根州立大学等处的研究人员发表了题为“Plant hormone jasmonate prioritizes defense over growth by interfering with gibberellin signaling cascade”的文章,发现了抗病与发育激素的交互作用的新机制,为抗病及高产协调的农作物设计育种提供了思路。相关成果公布在美国《国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。
 
文章的通讯作者发表是植物生理生态研究所何祖华研究员,密西根州立大学何胜洋(Sheng Yang He),以及阿肯色大学杨亦农教授,这项研究得到了科技部973项目和国家自然科学基金委等的支持。
 
植物抗病性往往以发育抑制作为代价,但相关的调控机制不清楚。
 
茉莉酸是一种植物激素,参与调控植物的免疫(抗病)反应,可以抑制植物的生长。赤霉素是促进植物生长的激素,是第一次绿色革命的靶标。之前何祖华课题组曾发现水稻赤霉素代谢的新途径后(Zhu et al.,2006,Plant Cell),在这一基础上,进一步研究抗病性与发育互作的激素调控,使之能应用于抗病和高产的分子育种。
  
在这篇文章中,来自中国和美国的研究人员共同合作,经过长期的研究,在抗病与发育激素的交互作用的机制上取得了重要进展。他们发现在水稻中通过RNA干扰的方法下调茉莉酸的信号途径,可以使水稻快速生长,株高和粒长明显增加,遗传分析证明是激发了赤霉素途径。
 
进一步研究发现,茉莉酸可以使赤霉素信号的关键抑制子DELLA蛋白SLR1累积,植株矮化;而在茉莉酸途径减弱时,SLR1蛋白快速降解,植株生长。
 
美国密西根州立大学的何胜洋实验室发现,模式植物拟南芥的茉莉酸信号突变体也有赤霉素相关的表型。超表达茉莉酸信号的关键抑制子JAZ同样能使植物表现为赤霉素超敏感的表型。像在水稻中一样,JA也可以使拟南芥的DELLA蛋白累积。
 
进一步的研究表明,JAZ-DELLA的直接相互作用可以竞争DELLA-PIF的直接相互作用。这说明在双子叶和单子叶植物中抗病与发育的交互作用调控机制是保守的。这些研究成果为抗病及高产协调的农作物设计育种提供了思路。(来源:生物通 万纹)
 
 
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