北京大学郭红卫研究组PLoS发表重要成果
随着人口的增加, 对粮食的需求量越来越多, 而耕地面积却由于诸多原因在日益减少。盐胁迫是影响植物生长发育进而影响作物产量最重要的环境因素之一。植物激素乙烯作为一种重要的逆境胁迫激素，参与了多种生物和非生物的胁迫反应。
郭红卫课题组一直致力于研究乙烯在植物生长和逆境胁迫中的作用机制。他们最新的研究发现用乙烯气体或乙烯合成前体ACC预处理植物都能显著增强对盐胁迫的耐受性；高浓度的盐处理可以通过促进两个F-box 蛋白EBF1/EBF2蛋白的降解，从而促进乙烯信号通路中的两个核心转录因子EIN3和 EIL1的蛋白积累，并且首次发现了一条不依赖于乙烯上游信号开关EIN2 而调节EIN3蛋白稳定性的途径。
进一步通过基因芯片分析、体外EMSA及体内ChIP实验，鉴定了一批盐胁迫条件下EIN3/EIL1的靶标基因，Salt-Induced /Repressed EIN3/EIL1-Dependent Genes（SIEDs/SREDs）。对这些EIN3靶标基因进行遗传学研究，发现5个胁迫相关转录因子和一个可能感应氧化还原势的多肽参与介导了乙烯对盐胁迫的耐受性。同时，还发现EIN3上调了一组过氧化酶PODs（peroxidases）的基因表达，增强了POD酶的活性，并协助清除盐胁迫产生的活性氧(ROS)，从而增强了植物对盐胁迫的耐受性。
该项研究首次深入而全面地揭示了乙烯增强植物对盐胁迫耐受性的分子机制，对培育耐盐作物品种、提供作物抗逆性提供了重要的理论依据。相关研究成果近期发表在PLOS Genetics杂志上 (Salt-Induced Stabilization of EIN3/EIL1 Confers Salinity Tolerance by Deterring ROS Accumulation in Arabidopsis)。郭红卫课题组的博士后彭金英博士和李中海博士为共同第一作者。工学院朱怀秋教授课题组在芯片数据统计分析方面提供了很大帮助。该项研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金及北大清华生命科学联合中心基金资助。
植物激素乙烯增强植物对高盐胁迫耐受性的分子机制
-
项目成果
