近日來自*遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員在水稻泛素連接酶調(diào)控干旱脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中取得新進(jìn)展。該該研究結(jié)果在線發(fā)表于雜志《Plant Physiology》上。
*遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員和王國梁教授為該論文共同通訊作者。前者早年畢業(yè)于中山大學(xué)，曾受聘于新加坡國立大學(xué)分子農(nóng)業(yè)生物學(xué)學(xué)院任植物細(xì)胞研究室以及分子與細(xì)胞研究室執(zhí)行主席。2002年起任中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院長江學(xué)者特聘教授。2003年獲得國家杰出青年科學(xué)基金。王國梁教授早年畢業(yè)于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，曾獲得美國俄亥俄農(nóng)業(yè)研究和發(fā)展中心（OARDC）杰出研究獎(jiǎng)、國家杰出青年基金（海外）、杜邦青年科學(xué)家獎(jiǎng) 等獎(jiǎng)勵(lì)，1996年進(jìn)入中科院遺傳所，2009年受聘為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)長江學(xué)者特聘教授。
干旱脅迫嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，在當(dāng)前人口日益增長和糧食缺乏的情況，對(duì)其調(diào)控機(jī)制研究顯得極為迫切和重要。泛素介導(dǎo)的蛋白酶體途徑是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)修飾zui重要的調(diào)控機(jī)制之一，其功能涉及植物細(xì)胞周期和光周期調(diào)控、激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、新陳代謝調(diào)控和DNA 修復(fù)等多個(gè)過程。目前擬南芥中一系列研究表明泛素介導(dǎo)的蛋白酶體途徑也參與對(duì)植物干旱脅迫響應(yīng)過程的調(diào)控，但泛素蛋白酶體途徑是否同樣參與水稻干旱響應(yīng)過程調(diào)控還不清楚。
通過生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)相結(jié)合的方法，該研究鑒定出SINA類型泛素連接酶OsDIS1負(fù)調(diào)控水稻干旱脅迫響應(yīng)過程。OsDIS1過量表達(dá)削弱了水稻對(duì)干旱的抗耐性，而RNAi干擾抑制表達(dá)卻增強(qiáng)了水稻對(duì)干旱的抗耐性。全基因組表達(dá)分析結(jié)果表明OsDIS1基因在轉(zhuǎn)錄水平上主要通過抑制一系列干旱正調(diào)控因子和誘導(dǎo)一系列干旱負(fù)調(diào)控因子的表達(dá)而負(fù)調(diào)控水稻的干旱脅迫響應(yīng)過程。
酵母雙雜交發(fā)現(xiàn)OsDIS1與一個(gè)*/*類激酶OsNek6相互作用，而且OsDIS1可通過泛素化促進(jìn)OsNek6的降解，OsNek6可能是OsDIS1泛素化的底物。以上結(jié)果表明，OsDIS1在轉(zhuǎn)錄水平上通過調(diào)節(jié)一系列逆境相關(guān)基因的表達(dá)，翻譯后修飾水平上通過和OsNek6互作調(diào)控水稻的干旱脅迫響應(yīng)過程。
該項(xiàng)研究對(duì)進(jìn)一步深入研究泛素蛋白酶體途徑參與水稻干旱響應(yīng)過程的分子機(jī)制提供了新線索，也對(duì)水稻抗旱分子育種提供了理論基礎(chǔ)
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