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        種子萌發(fā)可繞過依賴GA的信號(hào)(2020.5.29 植物科學(xué)SCI)

        2020-06-08 15:32:59
        三農(nóng)資訊半月報(bào) 2020年10期
        關(guān)鍵詞:擬南芥宿主受體

        撒哈拉沙漠以南的非洲地區(qū),由于寄生植物的入侵大大降低了主要糧食作物的產(chǎn)量,因而該地面臨著嚴(yán)峻的糧食安全問題。寄生植物實(shí)現(xiàn)成功入侵的第一步是寄生植物種子的萌發(fā),該過程起初是為了應(yīng)答宿主根分泌獨(dú)腳金內(nèi)酯strigolactones(SLs),一種小分子植物激素。盡管SLs很重要,但由宿主分泌的SLs如何促進(jìn)寄生種子的萌發(fā)還不清楚。與之相反,赤霉素GA通過抑制DELLA蛋白抑制子來刺激非寄生植物種子的萌發(fā),GA在種子萌發(fā)過程中扮演著關(guān)鍵且重要的角色。2020年5月25日,加拿大多倫多大學(xué)Shelley Lumba團(tuán)隊(duì)在Nature Plants發(fā)表了題為“SMAX1-dependent seed germination bypasses GA signalling in Arabidopsis and Striga”的研究論文。該研究團(tuán)隊(duì)一直致力于寄生植物種子休眠和萌發(fā)的分子機(jī)制。

        發(fā)表的研究表明,在SLs存在下,在擬南芥中表達(dá)寄生植物獨(dú)腳金中SL的一個(gè)受體,可以繞過擬南芥種子萌發(fā)的GA需求。獨(dú)腳金受體通過HYPOSENSITIVE TO LIGHT/KARRIKIN INSENSITIVE 2(AtHTL/KAI2)通路來輔助和增強(qiáng)信號(hào),(AtHTL/KAI2)通路在擬南芥種子的發(fā)芽過程中發(fā)揮一個(gè)初步但并非十分重要的作用。AtHTL/KAI2負(fù)調(diào)控SUPPRESSOR OF MAX2 1(SMAX1)蛋白,SMAX1功能的缺失使其擬南芥在DELLA抑制因子存在時(shí)便可以種子萌發(fā)。

        綜上該研究表明在Striga和擬南芥中,依賴配體的SMAX1失活可以繞過依賴于GA的萌發(fā)。

        該項(xiàng)工作受到很多關(guān)注,Darren C.Machin和Tom Bennett在news & views發(fā)表標(biāo)題為“Two routes to germinate a seed”的評(píng)述。種子萌發(fā)是收到嚴(yán)格調(diào)控的,只在相對(duì)理想的環(huán)境條件下萌發(fā)。對(duì)于寄生植物來說可在宿主植物分泌SL刺激下種子萌發(fā),出乎意料的是,對(duì)SL的應(yīng)答繞過了種子萌發(fā)中有關(guān)鍵作用的GA依賴的信號(hào)通路。

        這項(xiàng)研究表明存在至少兩個(gè)獨(dú)立的通路(DELLA和SMAX1)來抑制種子萌發(fā)。傳統(tǒng)的工作多集中在GA在種子萌發(fā)的作用,這項(xiàng)工作闡述種子萌發(fā)的兩種不同信號(hào)輸入需求,因而此項(xiàng)工作非常吸引人。

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