中国农业大学植物生理学与生物化学国家重点实验室张大鹏教授领导的研究组研究发现镁螯合酶的H亚基是一种脱落酸受体，它是叶绿素生物合成以及植物质体向细胞核信号转导中的重要组分。研究论文以ARTICLE的形式发表在10月19日的《Nature》杂志上。脱落酸是一种重要的植物激素，在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。



今天出版的《Nature》(Nature，2006，443:823-826)杂志以主题论文(Article)的形式发表了中国农业大学张大鹏教授研究小组关于ABA受体ABAR的研究报告。  

植物激素脱落酸(ABA)主要调节种子发育、幼苗生长、叶片气孔行为和植物对逆境的适应，是一个生命攸关的化学信号分子。同其他任何激素等化学信号一样，ABA执行其生物学功能的过程，实质上是一个细胞信号转导过程。ABA信号首先通过细胞受体被识别，识别后通过一系列细胞内下游信使将信号转导到“靶酶”或细胞核内“靶基因”上，最终直接引起酶活性的变化或基因表达的改变，从而导致生理效应。我校张大鹏教授领导的研究小组发现并于最近完成鉴定了一种介导种子发育、幼苗生长和叶片气孔行为的ABA受体——ABAR。  

张大鹏教授研究小组几年前提纯了一种ABA特异结合蛋白，命名为ABAR，并克隆了编码ABAR的基因。结果发现ABAR基因编码一个已知蛋白质，即定位于质体内的参与催化叶绿素合成和质体-核信号转导的蛋白质CHLH。他们在模式植物拟南芥中研究了ABAR/CHLH与ABA信号识别的关系。研究表明，通过超表达技术上调ABAR/CHLH基因表达，可以使植物在种子萌发、幼苗生长和气孔运动方面对ABA反应“超敏”；而用稳定表达的RNA干扰、反义RNA、化学诱导的RNA干扰技术或通过稳定表达的突变体对ABAR/CHLH基因表达下调，发现使植物在种子萌发、幼苗生长和气孔运动方面对ABA反应“脱敏”。ABAR/CHLH的基因敲除突变体，由于种子不能正常成熟，是致死突变。叶绿素合成和质体-核信号转导的突变体，如果不影响ABAR/CHLH的表达，就不影响植物对ABA信号的响应。  

以上研究结果证明，ABAR是一个ABA受体。ABAR介导的ABA信号转导是一个独立于叶绿素合成和质体-核信号转导的不同的细胞信号过程。



张大鹏，男，1982年1月毕业于西北农业大学园艺系，获农学学士；1987年毕业于法国波尔多第二大学，获博士学位。1987年10月至1989年10月在北京农业大学生物学院从事植物生理生化博士后研究。1989年10月至今在中国农业大学从事教学与研究，任教授，博士生导师。兼任ELSEVIER出版社国际学术期刊《Scientia  Horticulturae》的编委，国际葡萄与葡萄酒政府间组织（OIV）专家组成员，中国国务院学位委员会学科评议组成员，中国园艺学会葡萄与葡萄酒分会常务副会长。主要研究方向是：果实发育，脱落酸作用机理。所从事的研究先后得到国家自然科学基金面上项目、重点项目和国家“973”重大基础研究项目的支持。研究证明了苹果果实内筛管/伴胞复合体的共质体隔离，筛管/伴胞复合体质膜上存在介导质外体卸出的细胞和分子机制。证明果实酸性转化酶受到己糖在翻译后的抑制性调节，这种调节与蛋白质磷酸化有关。证明ABA能够特异地激活果实中的酸性转化酶、韧皮部ATP酶、蔗糖合酶以及己糖载体，其激活机制涉及到翻译后修饰和基因表达；特别在果实中发现了一种ABA激活的CDPK，该CDPK可以使糖代谢有关的下游酶磷酸化。发现并鉴定了果实中的ABA结合蛋白，从蚕豆叶片中纯化出具有受体性质的ABA结合蛋白，正在进行基因分子水平上的功能鉴定。这些结果大部分已经发表于《Plant  Physiology》、《Plant,  Cell  and  Environment》等重要学术刊物上，受到了国际上的关注。



近年来发表的主要研究论文如下：



1  Zhang  LY  ,  Peng  YB,  Pelleschi  ST,  Fan  Y,  Lu  YF,  Lu  YM,  Gao  XP,  Shen  YY,  Delrot  S,  Zhang  DP,  2004:  Evidence  for  apoplasmic  phloem  unloading  in  developing  apple  fruit.  Plant  Physiology,  135:  574-586.



2  Gao  XP,  Wang  XF,  Lu  YF,  Zhang  LY,  Shen  YY,  Liang  Z,  Zhang  DP,  2004:  Jasmonic  acid  is  involved  in  the  water-stress-induced  betaine  accumulation  in  pear  leaves.  Plant,  Cell  and  Environment,  27:  497-507.



3  Gao  XP,  Pan  QH,  Li  MJ,  Zhang  LY,  Wang  XF,  Shen  YY,  Lu  YF,  Chen  SW,  Liang  Z,  Zhang  DP,  2004:  Abscisic  acid  is  involved  in  the  water  stress-induced  betaine  accumulation  in  pear  leaves.  Plant  and  Cell  Physiology,  45:  742-750.



4  Wu  GL,  Zhang  XY,  Zhang  LY,  Pan  QH,  Shen  YY,  Zhang  DP,  2004:  Phloem  unloading  in  developing  walnut  fruit  is  symplasmic  in  the  seed  pericarp  and  apoplasmic  in  the  fleshy  pericarp.  Plant  and  Cell  Physiology,  45  (10).



5  Shen  YY,  Duan  CQ,  Liang  XE,  Zhang  DP,  2004:  Membrane-associated  protein  kinase  activities  in  the  developing  mesocarp  of  grape  berry.  Journal  of  Plant  Physiology,  161:  15-23.



6  Peng  YB,  Lu  YF,  Zhang  DP,  2003:  Abscisic  acid  activates  ATPase  in  developing  apple  fruit  especially  in  fruit  phloem  cells.  Plant,  Cell  and  Environment,  26:  1329-1342.



7  Duan  CQ,  Shen  YY,  Liang  XE,  Zhang  DP,  2003:  Membrane-associated  protein  kinase  activities  in  the  developing  apple  fruit.  Physiologia  Plantarum,  118:  105-113.



8  Zhang  DP,  Wu  ZY,  Li  XY,  Zhao  ZX,  2002:  Purification  and  identification  of  a  42-  kilodolton  abscisic  acid-specific-binding  protein  from  epidermis  of  broad  bean  leaves.  Plant  Physiology,  128:  714-725



9  Zhang  DP,  Lu  YM,  Wang  YZ,  Duan  CQ,  Yan  HY,  2001:  Acid  invertase  is  predominantly  localized  to  cell  walls  of  both  the  practically  symplasmically  isolated  sieve  element  /  companion  cell  complex  and  parenchyma  cells  in  developing  apple  fruit.  Plant,  Cell  and  Environment,  24:  691-702.



10  Zhang  DP,  Chen  SW,  Peng  YB,  Shen  YY,  2001:  Abscisic  acid-specific  binding  sites  in  the  flesh  of  developing  apple  fruit.  Journal  of  Experimental  Botany,  52:  2097-2103.