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威尼斯人app张洪霞教授团队在PNAS发表重大研究成果

3月13日,威尼斯人app张洪霞教授团队联合中科院植物生理生态研究所以及美国密歇根州立大学研究团队在PNAS发表了题为“COST1 regulates autophagy to control plant drought tolerance”的研究论文。一种植物特异性基因COST1(constitutivelystressed1)被克隆,并发现其参与调控植物的生长和抗旱性之间的平衡。

研究团队发现,植物特异性基因COST1是植物正常生长所必需的,其可通过影响自噬途径负调控植物的抗旱性。COST1突变后,拟南芥的生长受到一定程度的抑制,但抗旱性增强,与干旱应答有关的基因的表达也随之升高;而在拟南芥中过表达COST1后,转基因植株的抗旱性和细胞自噬水平降低。

进一步研究发现,在干旱条件下,COST1蛋白发生了降解,而在用26S蛋白酶体或自噬途径的抑制剂处理后,COST1的降解被抑制。cost1突变体的抗旱性依赖于自噬途径,但不依赖于其他已知的干旱信号传导途径,这表明COST1通过推细胞自噬的调节发挥作用。此外,COST1与自噬标记蛋白ATG8e和自噬衔接蛋白NBR1共定位于自噬体,并通过与ATG8e的相互作用影响ATG8e蛋白的水平,这表明COST1通过直接调节细胞的自噬途径来发挥作用。

以上结果表明,在正常生长条件下,COST1抑制细胞的自噬,促进植物的生长;而在干旱条件下,COST1发生降解,激活了细胞自噬途径并抑制了植物的正常生长,从而增强了植物的抗旱性。因此,COST1是控制生长和干旱胁迫响应平衡的重要因子。

  众所周知,干旱严重影响着植物在自然界的分布以及生长发育,并对农业生产和粮食安全造成一定的威胁。近年来,全球人口增长和极端天气频发加剧了干旱胁迫对作物生产的影响。在我国,干旱、半干旱地区约占全国总耕地面积的52%,每年遭受干旱的土地面积达到200-270hm2,全国因干旱造成的粮食损失约300多亿公斤/年(吴耀荣,2016)。因此,解析植物抗旱分子机制具有重要的意义。而通过抑制COST1基因的表达可以优化植物的株型并提高其抗旱性,从而为研究植物的抗旱响应提供了一种新途径,也为抗旱植物新品种的培育提供了理论基础和技术方法。(威尼斯人app 撰稿:崔法 审核:程显好)

发布时间:2020/06/28 浏览次数:
 
 

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