植物抗倒伏新武器来袭,福建农林大学生长素研究再获重大突破
稻田倒伏,绝收在即。这个让农民头疼的问题,或许快有解决方案了。
11月17日，福建农林大学未来技术学院海峡联合研究院教授徐通达团队与教授杨贞标团队合作在《细胞》上发表题为《生长素结合蛋白ABLs和TMKs激酶形成共受体感受胞外生长素》的研究论文。
徐通达教授，博士生导师
什么是生长素?它和植物倒伏有什么关系?来看看科研人员是如何破解这个科学难题的。
生长素大名鼎鼎,事关植物生长发育
在植物生长过程中,生长素是重要的激素信号分子,参与调控胚胎发育、组织分化、器官形成等进程,被称为“植物生长之母”。
一直以来,科学家很好奇,这个小小的分子,是如何发挥调控植物生长的神奇作用的?植物是通过什么途径感知和响应胞外生长素的?这个百年疑惑,福建农林大学终于揭开面纱。
两大蛋白弥补生长素信号“最后一米”
通过实验发现,两个新的生长素结合蛋白可以捕捉胞外生长素,并与膜上蛋白激酶TMK形成受体复合体,将信号传递入细胞,激活下游途径,终于弥补了生长素信号“最后一米”。
生长素外受体的发现,解决了困扰科学家多年的难题,也为利用合成生物学技术精准调控生长素反应打开了大门。
稻田“软骨病”可望治愈
那么,这一发现和水稻倒伏有什么关系呢?
原来,生长素促进茎秆快速生长是导致倒伏的重要因素。在外界压力下,细长脆弱的茎秆难以支撑整个植株,造成倒伏。
通过减弱生长素信号,可以避免茎秆过度生长,提高抗倒能力。这意味着,农民可能有望利用生长素调控技术,培育出抗倒伏的水稻新品种,不再为“软骨病”头疼。
福建农林大学生长素研究处于国际领先
该研究成果发表在顶级期刊《细胞》上,是继2019年和2021年两项国际突破后,福建农林大学在生长素基础研究领域的又一标志性进展。
可以说,福建农林大学已成为该领域的“常青树”,为我国粮食安全和农业可持续发展做出了突出贡献。
可以期待,未来生长素调控技术的应用会带来更多高产、优质、抗逆的超级作物。到那时,粮仓丰收的景象将比现在更加令人振奋!
Extracellular perception of auxin, an essential phytohormone in plants, has been debated for decades. Auxin-binding protein 1 (ABP1) physically interacts with quintessential transmembrane kinases (TMKs) and was proposed to act as an extracellular auxin receptor, but its role was disputed because abp1 knockout mutants lack obvious morphological phenotypes. Here, we identified two new auxin-binding proteins, ABL1 and ABL2, that are localized to the apoplast and directly interact with the extracellular domain of TMKs in an auxin-dependent manner. Furthermore, functionally redundant ABL1 and ABL2 genetically interact with TMKs and exhibit functions that overlap with those of ABP1 as well as being independent of ABP1. Importantly, the extracellular domain of TMK1 itself binds auxin and synergizes with either ABP1 or ABL1 in auxin binding. Thus, our findings discovered auxin receptors ABL1 and ABL2 having functions overlapping with but distinct from ABP1 and acting together with TMKs as co-receptors for extracellular auxin.
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
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