当前位置: 主页 > 综合科学 > 农林牧渔

上海生科院揭示植物花青素合成调控机理

2016-05-13 18:00 黄继荣课题组 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所 阅读 0
核心摘要: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所黄继荣课题组在《分子植物》上发表研究,揭示了赤霉素信号途径中DELLA蛋白调控花青素合成的分子机理。研究发现,DELLA蛋白在低温、低氮等胁迫下积累,通过与负调控因子MYBL2和JAZ结合,解除对花青素合成转录复合体的抑制,从而促进花青素合成,协调植物生长与逆境适应。

5月2日,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所黄继荣课题组在2016年5月出版的《分子植物》(Molecular Plant)上发表了题为DELLA proteins promote anthocyanin biosynthesis through sequestering MYBL2 and JAZ repressors of the MYB/bHLH/WD40 complex in Arabidopsis thaliana的研究论文。该研究通过解析赤霉素信号转导途径中关键因子DELLA蛋白调控花青素合成的分子机理,揭示了植物通过调控次生代谢产物合成适应环境变化的新机制。

植物虽然不能移动,但能像动物一样感知环境变化并精准应对。大量研究表明,植物抵御环境胁迫的强大武器是产生种类丰富的次生代谢产物。花青素是其中一类广泛存在于高等植物中的苯丙烷类化合物,使植物的花朵、果实、茎秆、叶片等器官呈现红色、紫色及蓝色等色彩。花青素不仅有助于植物抵御紫外线辐射、强光、低温、营养缺乏等逆境胁迫,还在植物与昆虫互作中发挥重要作用。因此,花青素的积累被视为一种可视化的分子标记,用于判断植物生长过程中是否遇到不良环境。然而,不良环境调控花青素合成的分子机理迄今尚不完全清楚。

植物为应对不良环境,在加速合成次生代谢产物的同时减慢生长,从而协调抗逆与生长之间的平衡。赤霉素(GA)是促进植物生长的重要激素,受GA信号传导途径关键因子DELLA蛋白的负调控。逆境条件下,GA含量降低,DELLA蛋白积累,导致植物生长迟缓、矮小及花青素含量增加,帮助植物在逆境下生存。那么DELLA蛋白是如何协调植物生长和防御的呢?

博士研究生谢烨等在研究员黄继荣的指导下,通过大量遗传、生理、分子和生化实验,发现DELLA蛋白在低温、低氮和低磷等环境胁迫下大量积累,通过与花青素合成负调控因子MYBL2和JAZ家族蛋白相互结合,解除它们对花青素合成转录复合体MYB/bHLH/WD40形成的抑制,进而启动花青素合成基因的表达,促进花青素合成。这项研究揭示了调控植物生长与花青素介导的逆境适应之间动态平衡的分子机制。该项目得到国家科技部“973”项目和基金委的资助。

上海生科院揭示植物花青素合成调控机理

    发表评论