水稻叶片衰老的分子调控机制??
解决水稻的过早衰老问题对于解决粮食危机具有重要意义,而揭示植物衰老的分子调控机制是农业生产需要迫切解决的重大应用课题,这方面亚洲国家做得比较好。
最近,中科院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才研究组梁成真博士通过对一早衰突变体的研究,首次阐明了水稻叶片衰老的分子调控机制。这一发现可显著延缓水稻叶片衰老,延长灌浆时间,从而提高水稻的结实率和千粒重,最终使水稻产量得到显著提高。叶片衰老在很大程度上受植物发育年龄和体内信号因子的调节。脱落酸(ABA) 是植物五大激素之一,在植物衰老时,体内ABA含量急剧升高,被认为是一种重要的衰老促进激素。然而,水稻中ABA合成和信号传导相关基因的突变体并未表现出延迟衰老的表型。因此,人们一直困惑ABA是如何参与调控植物的衰老进程。
梁成真通过研究,发现了ABA介导植物衰老信号通路的重要成分OsNAP。OsNAP受到ABA的特异性诱导,通过直接调控叶绿素降解、营养再转运及其它衰老相关基因的表达调控叶片的衰老进程。这一研究成果不仅在理论上加深了人们对ABA在介导植物衰老机制上的理解,也为水稻、特别是杂交稻乃至其它作物生产上存在的后期早衰问题的解决提供了可能途径。
参考文献
OsNAP connects abscisic acid and leaf senescence by fine-tuning abscisic acid biosynthesis and directly targeting senescence-associated genes in rice
Shiyuheng 2021-11-14 08:57
终于有种掉到饭碗里来了的感觉。
众所周知,叶片衰老,作为叶片发育的最终阶段, 受生长发育时期复杂的内、外因素相互作用的影响。内部因素包括发育阶段和激素水平等, 外部因素包括温度、 日照、 遮荫、 干旱、 水涝、 矿质营养、 创伤和病原体感染等。植物在生长发育的过程中会遭遇各种逆境胁迫的影响,由逆境导致植物叶片衰老是一种普遍现象。衰老活动常常伴随着水解化合物的大量重组并向植物生长部分运输,例如幼嫩的叶片和发育的种子。因此, 叶片衰老是植物适应能力的关键步骤, 是生物进化过程中自然选择的结果。
而涉及不同因素,其影响叶片衰老的分子机制也是有所差异的,有些基因在不同信号通路的交联途径中起作用,楼上主要介绍的是ABA对水稻叶片衰老的影响机制。
那么我这里讲一下激素调控途径中的茉莉酸甲酯(MeJA)。MeJA可引起各种胁迫响应基因的表达,从而导致叶片衰老。其调控范围很广,在叶片衰老的起始、衰退、终末各个阶段都发生作用。MeJA和它的前体JA都可以促进衰老。通过JA不敏感突变体coi1的研究,证明了JA促进叶片衰老是通过JA的信号途径实现的。Kong等对水稻CCCH类型锌指蛋白OsDOS的研究也证明了这一观点。
除了激素调控叶片衰老外,泛素依赖的水解酶也可能参与叶片衰老的调控。ORE9基因编码一个F-box蛋白,具有E3连接酶的作用,研究发现ore9突变体中叶片衰老明显缓慢。一些衰老相关基因(SAGs)也参与衰老信号的识别和转导,多作为一些转录因子和受体激酶的组分参与调控过程。通过协调主要的基因表达转换驱动叶片衰老的执行,转录调控在控制“衰开发者_开发问答老综合症”的起始和进程中起到决定性的的作用。
漸耳 2021-11-14 08:57
中科院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才研究组梁成真博士通过对一早衰突变体的研究,首次阐明了水稻叶片衰老的分子调控机制。这一发现可显著延缓水稻叶片衰老,延长灌浆时间,从而提高水稻的结实率和千粒重,最终使水稻产量得到显著提高。上述研究成果6月20日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。
衰老是生物有机体发育的必经阶段,更是生命体命运走向的关键转折点。植物过早启动衰老进程会对植物正常的营养利用和发育产生不良影响。很多杂交水稻品种存在叶片早衰现象,严重阻碍产量,且破坏灌浆的形成,最终降低稻米品质。理论上推算,有早衰现象的水稻品种在正常生活周期中叶片衰老每推迟一天即可增产2%,生产实践上也可达到1%左右。因此,揭示植物衰老的分子调控机制是农业生产需要迫切解决的重大应用课题。
叶片衰老在很大程度上受植物发育年龄和体内信号因子的调节。脱落酸(ABA) 是植物五大激素之一,在植物衰老时,体内ABA含量急剧升高,被认为是一种重要的衰老促进激素。然而,水稻中ABA合成和信号传导相关基因的突变体并未表现出延迟衰老的表型。因此,人们一直困惑ABA是如何参与调控植物的衰老进程。
梁成真通过研究,发现了ABA介导植物衰老信号通路的重要成分OsNAP。OsNAP受到ABA的特异性诱导,通过直接调控叶绿素降解、营养再转运及其它衰老相关基因的表达调控叶片的衰老进程。这一研究成果不仅在理论上加深了开发者_高级运维人们对ABA在介导植物衰老机制上的理解,也为水稻、特别是杂交稻乃至其它作物生产上存在的后期早衰问题的解决提供了可能途径。
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