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研究揭示茉莉素对植物根发育调控作用

来源:PNAS       更新时间:2011-7-15 10:20:37
 
  近日来自北京大学生命科学学院的研究人员在美国《国家科学院院刊 》(PNAS) 上在线发表了题为 “Derepression of ethylene-stabilized transcription factors (EIN3/EIL1) mediates jasmonate and ethylene signaling synergy in Arabidopsis.”的研究论文。   领导这一研究的是北京大学生命科学学院的郭红卫教授,其早年毕业于北京大学,1996年赴美留学,在加州大学洛杉矶分校(UCLA)攻读博士学位,期间在学业和科研上都取得了重大成绩,毕业后进入世界著名的Salk研究所做博士后工作,2005年9月回国,任职北京大学生命科学学院,2006年受聘国家教育部“长江学者”奖励计划特聘教授,博士生导师。郭红卫教授长期从事植物分子生物学及遗传学方面的研究,目前已在Cell,Science,Nature,PNAS,Development,Plant Journal等国际顶级学术刊物上发表论文多篇,在国际上有着广泛的学术影响力。   植物与动物的一个重要区别在于植物固着生长,不可移动位置。当植物遇到病原菌侵害时,植物体合成出多种植物激素,启动抗病基因表达,以增强植物的防御能力。乙烯与茉莉素是其中的两类重要防御激素,主要增强植物对腐生性真菌的耐受性。前人报道发现,乙烯与茉莉素协同诱导如ERF1, PDF1.2等与抗病相关的基因表达,但阻断其中任一激素的信号通路,再单独施加另一激素或者同时施加两种激素,均不可以诱导这些基因的表达,暗示这两类激素信号是相互依赖、协同作用的,然而这两类重要激素的信号交叉点尚不清楚。   郭红卫课题组通过反向遗传学手段,首次证明乙烯信号通路中的重要转录因子EIN3/EIL1是乙烯与茉莉素的信号交叉节点,并介导部分茉莉素对植物根发育的调控作用。此外,该课题组还发现EIN3/EIL1被茉莉素信号通路中的负调控因子 JAZ蛋白家族直接抑制,并揭示出该抑制作用是通过增强组蛋白去乙酰化酶6 (HDA6) 与EIN3/EIL1的直接互作,调节染色质结构而实现。当茉莉素与其受体COI1-JAZ结合后,通过泛素化蛋白酶体途径降解JAZ 蛋白,从而解除HDA6对EIN3/EIL1的抑制作用,启动EIN3/EIL1调控的基因表达。   随着JAZ蛋白的发现和COI1-JAZ共同受体的晶体解析,茉莉素信号通路的分子机制逐渐清晰。该课题组的此项工作是茉莉素信号途径研究中的重要进展,他们鉴定出一类新的JAZ结合的转录因子---EIN3/EIL1;找到一种可能的JAZ抑制子的作用机制;揭示了乙烯与茉莉素信号互作的分子机理。该工作是郭红卫实验室继2009年在PNAS发表光与乙烯调控植物转绿的分子机理,2010年在Plant Cell发表乙烯负调节EBF1/2蛋白水平的工作后在植物激素领域的又一重大研究进展。(来源:生物通 何嫱)  

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