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植物所科研人員發現CYP變體協調水稻的耐冷性與生長發育

  溫度是影響植物生長發育和地域分布的主要環境因素,低溫來臨時植物會主動應對環境脅迫以保護自身的生存,但這一過程的詳細機制仍在不斷完善。 

  種康研究組長期致力于植物低溫應答和生長發育平衡方面的研究。親環蛋白cyclophilin, CYP具有肽脯氨酰順反異構酶活性,前期他們的研究表明,小麥中的親環蛋白TaCYP20-2介導DELLA蛋白的降解,通過赤黴素GA信號轉導途徑參與小麥株高的調控(Li et al., 2010, J Proteome Res, 9:4242)在擬南芥中他們證實該蛋白AtCYP20-2通過調控BZR1構象變化而促進其降解,影響了FLD的轉錄,參與擬南芥開花的調控(Zhang et al., 2013. Plant Cell, 25: 2504)他們近期利用生物化學、質譜和細胞生物學等手段,發現OsCYP20-2存在分子量不同的兩種形式,分別定位在細胞核和葉綠體。分布于細胞核中的小分子OsCYP20-2變體,能夠催化DELLA蛋白SLR1的構象改變,促進其降解,進而通過赤黴素信號調控水稻的生長發育;在低溫逆境條件下,葉綠體中分子量較大的變體能增強超氧化物歧化酶OsFSD2的活性,提高細胞清除活性氧能力,抵禦低溫脅迫。該研究揭示了兩種OsCYP20-2變體協調水稻生長發育和低溫耐受的分子細胞學機制,爲培育和篩選水稻耐逆材料提供了新思路。 

  該研究成果1118日在線發表于國際學術期刊New Phytologist种康院士研究组已毕业博士研究生葛强和张媛媛为论文共同第一作者,山东大学白明义教授、中科院物理所翁羽翔研究员、斯坦福大学王志勇教授和中国水稻研究所钱前院士为合作研究者,种康院士为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委和优选彩票青年创新促進会的资助。 

  文章鏈接: 

  https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.16324 

  (分子生理實驗室供稿)     

   

  OsCYP20-2協同調控低溫應答和生長發育的機制 

  細胞核中OsCYP20-2蛋白NuCYP促進SLR1降解,通過赤黴素信號調控水稻株高;葉綠體中全長蛋白形式CYP通過增強超氧化物歧化酶OsFSD2的活性,提高水稻對于低溫的耐受性。 


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