11月12日，中科院植物研究所研究員胡玉欣團(tuán)隊(duì)在《自然—植物》上發(fā)表了最新研究成果。他們發(fā)現(xiàn)擬南芥羧酸酯酶家族成員AtCXE15及其直系同源蛋白是一種獨(dú)腳金內(nèi)酯分解代謝的關(guān)鍵酶。
獨(dú)腳金內(nèi)酯是一類由類胡蘿卜素衍生的植物激素，在調(diào)控植物分枝、促進(jìn)植物與叢枝菌根真菌的共生和誘導(dǎo)根寄生植物種子萌發(fā)等方面起著重要作用?？茖W(xué)家以擬南芥、水稻等植物為研究材料，已鑒定到超過30種不同結(jié)構(gòu)的獨(dú)腳金內(nèi)酯分子，并且在獨(dú)腳金內(nèi)酯的生物合成、轉(zhuǎn)運(yùn)及信號傳導(dǎo)等方面取得了一系列重要進(jìn)展。然而由于一些獨(dú)腳金內(nèi)酯分子穩(wěn)定性差且測定困難，植物獨(dú)腳金內(nèi)酯的分解代謝機(jī)制仍不清楚。
研究人員發(fā)現(xiàn)，AtCXE15的表達(dá)在根和莖外植體中對生長素呈現(xiàn)出完全相反的反應(yīng)模式。在擬南芥中過量表達(dá)AtCXE15基因能夠顯著增加分枝數(shù)目，而這種分枝數(shù)目增加是由于體內(nèi)獨(dú)腳金內(nèi)酯缺乏造成的。通過進(jìn)一步研究，他們發(fā)現(xiàn)AtCXE15能夠結(jié)合并在體內(nèi)外高效水解不同類型的獨(dú)腳金內(nèi)酯分子，此外，AtCXE15在苜蓿、大豆等雙子葉植物，單子葉植物水稻和裸子植物雙子鐵中的直系同源蛋白功能高度保守。
有趣的是，與獨(dú)腳金內(nèi)酯合成和信號基因不同，AtCXE15轉(zhuǎn)錄水平受到獨(dú)腳金內(nèi)酯和多種外界環(huán)境信號調(diào)控，這暗示了CXE15介導(dǎo)的獨(dú)腳金內(nèi)酯穩(wěn)態(tài)可能是植物整合環(huán)境信號和分枝發(fā)育的一種機(jī)制。
專家表示，該研究揭示了植物獨(dú)腳金內(nèi)酯分解代謝和穩(wěn)態(tài)調(diào)控的新機(jī)制，為通過時空操縱體內(nèi)獨(dú)腳金內(nèi)酯分布進(jìn)而優(yōu)化作物及觀賞植物株型提供了新的策略。(見習(xí)記者 田瑞穎)
關(guān)鍵詞： 植物激素 獨(dú)腳金內(nèi)酯 分解代謝機(jī)制 擬南芥羧酸酯酶
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