植物“登陆”新机理被发现 可用于增强作物耐旱性
2019-03-14 14:41:19 来源: 中国科技网-科技日报
中国科技网·科技日报讯（记者 江耘 实习生 洪恒飞 通讯员 柯溢能）14日，记者从浙江大学获悉，该校农业与生物技术学院陈仲华教授课题组与多国科研人员联合攻关，提出并验证了关于植物如何在4.5亿年前由水生向陆生过渡的新理论，提出了叶绿体逆行信号通路SAL1-PAP的起源和进化的新观点，为作物耐旱育种和栽培提供了新思路。该成果近日发表于知名期刊《PNAS》。
叶绿体逆行信号网络是协调植物监测和响应干旱的预警系统之一，此前被认为是陆地植物才有的特性。当植物感应到干旱时，该网络能调控逆行信号蛋白以激活防御措施。
联合研究组对已发表基因组的31种陆生植物和藻类的61个与叶绿体逆行信号等相关的蛋白家族进行了分析验证，在陆地植物的“藻类祖先”淡水链型绿藻中发现了能够使植物迅速应对干旱胁迫的遗传特征，并由此找到了叶绿体逆行信号网络的起源。
在对叶绿体逆行信号网络的进一步研究中，陈仲华课题组对这条通路如何影响植物气孔开关做了详细的研究。该研究提出SAL1-PAP这一通路在陆地植物中的保守性可能与PAP对气孔的调节有关。当植物感受到外界干旱环境后，PAP的磷酸酶SAL活性被抑制，从而使PAP得到积累并被运输到细胞核中，自此，从链型蓝藻保留下来的逆行信通路和脱落酸信号通路结合，调节保卫细胞中的离子转运和气孔关闭。
“大多数陆生植物，例如苔藓、蕨类、农作物和其它开花植物都存在相似的逆行信号通路，而且该信号通路对陆生植物气孔关闭的调控也非常保守。”陈仲华表示，通过基因编辑等分子生物学方法调控该通路上的相关基因，将是耐旱育种的一种新途径。
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责任编辑：值班主任
