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中科院团队Nature子刊揭示新信号通路

2016.8.12

  开花植物的种子会在不利条件下保持休眠状态,等到条件有利的时候再萌发,生成一个新的植株。种子的休眠和萌发受到内部和外部信号的严格控制。虽然人们知道光敏色素调控初级种子休眠,但还不清楚其中的分子机制。

  中科院植物研究所的科学家们八月十日在Nature Communications杂志上发表文章,揭示了光敏色素B控制拟南芥种子休眠和萌发的信号通路。文章的通讯作者是中科院植物研究所的林荣呈(Rongcheng Lin)研究员。

  研究人员发现,转录因子REVEILLE1 (RVE1)和RVE2在光敏色素B(phyB)下游起作用,促进初级种子休眠,抑制红/远红光下的可逆萌发。在吸胀(imbibition)之后,RVE1和RVE2的表达水平被phyB下调。

  进一步研究表明,RVE1直接结合GIBBERELLIN 3-OXIDASE 2的启动子抑制其转录,并由此抑制赤霉素的生物合成。此外,DELAY OF GERMINATION 1也在phyB下游起作用。这项研究揭示的信号传导通路将环境光照与内部因子整合起来,对种子休眠和萌发进行控制。

  赤霉素(GA)是一种重要的促生长植物激素,可以促进种子萌发、幼苗生长、开花和展叶。过去人们认为,一年生植物通 过赤霉素促进花朵的形成。但宾州大学的研究人员在Science杂志上发表文章指出,这种重要的植物激素也有着抑制成花的作用。人们可以在此基础上,对赤 霉素的双重作用加以抑制,进而提高农作物的产量。

  光是决定植物发育的关键环境因素,光照和GA对植物的下胚轴伸长起到了相互对立的调控作用。北京大学生命科学学院的 研究团队发现,DELLA介导的PIF降解有助于协调光和GA信号,控制拟南芥的下胚轴伸长。这项研究发表在六月十日的Nature Communications杂志上,文章的通讯作者是北京大学生命科学学院的邓兴旺(Xing Wang Deng)教授和陈浩东(Haodong Chen)副研究员。

  向日葵是太阳的忠实粉丝,每天守望着太阳升起的地方。早在1898年科学家就已经描述过向日葵追随太阳的行为,但其 中的机制一直不为人知。加州大学的植物学家们首次将向日葵成长过程中的“追星”行为与生物钟联系起来,解开了这个重要的生物学谜题。这项研究发表在八月五 日的Science杂志上。

  作者简介:

  林荣呈,男,博士,研究员,博士生导师。

  1996年和1999年在华中农业大学分别获学士和硕士学位,2002年在中国科学院植物研究所获博士学位。 2002年至2008年在美国康奈尔大学汤普森植物研究所进行博士后研究。2008年5月到中国科学院植物研究所工作,入选中国科学院“百人计划”。 2013年“百人计划”终期评估获得优秀,国家杰出青年科学基金获得者,2014年获中国科学院青年科学家奖。现任中国科学院光生物学重点实验室副主任。 已培养博士和硕士研究生8名,正在指导博士和硕士生8名。在Science、PNAS、Plant Cell和Plant Physiology等国际重要学术期刊发表论文20多篇。

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