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新机制:谷子CEP小肽调控ABA吸收和信号

2021.6.08

  2021年6月7日,山东农业大学生命科学学院吴长艾和郑成超课题组在国际期刊J Exp Bot发表文章“SiCEP3, a C-terminally encoded peptide from Setaria italica, promotes ABA import and signaling”。该研究揭示了谷子CEP小肽调控ABA吸收和信号新机制。

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  该文章以禾本科C4模式作物谷子(Setaria italica)为研究对象,首次鉴定了谷子中14个C末端编码小肽(CEP, C-terminally encoded peptide)家族成员。研究发现,谷子CEPs家族受渗透胁迫(PEG6000)、盐胁迫(NaCl)等非生物胁迫和ABA诱导表达。作者利用体外合成的SiCEP3成熟小肽进行外施和谷子发根农杆菌体系,证明SiCEP3抑制谷子幼苗生长、加剧ABA对谷子幼苗生长的抑制和ABA积累。进一步分析发现,SiCEP3显著提高ABA内向转运体和ABA受体,而显著抑制ABA外排转运体编码基因的转录水平表达,以调控ABA在谷子幼苗中的积累。但是,SiCEP3并不影响ABA的合成、分解和糖基化转换编码基因的表达。该研究还证明SiCEP3和ABA抑制其受体CEPR1和CEPR2的激酶活性。结合课题组2019年和2021年的研究结果,该研究为植物小肽受非生物胁迫和植物激素诱导,反过来植物小肽在转录和蛋白水平上调控植物激素信号提供了有力的证据。

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  山东农业大学生命科学学院的博士研究生张磊和硕士研究生任跃为本文的第一作者,吴长艾教授和郑成超教授为本文的通讯作者。特别感谢山东农业大学农学院胥倩教授对ABA激素的测定,Dr. Heribert Hirt (Center for Desert Agriculture, King Abdullah University of Science and Technology)和山东农业大学生命科学学院刘鹰高教授对ABA合成、分解和糖基化转换编码基因突变材料的赠予,硕士研究生万夷曼提供的谷子高效发根农杆菌转化技术。同时感谢国家重点研发计划 (2018YFD1000704,2018YFD1000700),山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2018ZB0212),和国家自然科学基金(31970292)的资助。

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  吴长艾,教授,山东农业大学生物化学与分子生物学国家级教学团队成员,“泰山学者”特聘岗位学术骨干。主要从事谷子、拟南芥耐盐、抗旱等重要非生物逆境调控基因的挖掘、鉴定、调控机制以及在作物遗传改良上的应用研究。主持国家重点研发子课题、转基因生物新品种培育重点专项、国家自然科学基金和山东省自然基金等课题8项,参加4项。授权国家发明ZL7件。以通讯作者身份在《Molecular Plant》、《RNA》、《Journal of experimental botany》等国际著名学术刊物上发表研究论文50余篇。


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