在植物生長發育過程中,開花時間的調控至關重要,它直接影響着植物的繁殖能力和作物的産量。因此,深入研究和優化開花時間的調控機制對于提高農業生産效率和保障糧食安全具有重要意義。2024年9月5日,2003网站太阳集团、嶽麓山實驗室姚瑞楓團隊在《植物細胞》(Plant Cell)期刊上發表了題為《The strigolactone receptor DWARF14 regulates flowering time in Arabidopsis》的研究論文,揭示了植物激素獨腳金内酯(strigolactone, SL)受體DWARF14在拟南芥開花時間調控中的關鍵作用和分子機制。
系統的遺傳和生化數據表明,拟南芥DWARF14(AtD14)作為識别SL信号分子的受體,在開花正調控因子FT基因的上遊影響植物的開花時間。當SL存在時,受體AtD14以SL依賴的方式與AP2家族的轉錄抑制因子TOE1結合并使其穩定,維持TOE1對開花因子FT的轉錄抑制;同時,SL還誘導AtD14招募SCFMAX2泛素連接酶對SL通路抑制子SMXL7進行泛素化降解,從而減輕SMXL7對TOE1結合FT啟動子的抑制作用;這兩方面的作用共同精細調控FT表達和正常開花。SL-TOE1-FT模塊調控植物開花機制的發現,為理解植物激素調控開花時間這一重要功能提供了新的視角,同時也為針對花期調控的作物育種提供了新的理論借鑒。
圖1.獨腳金内酯(SL)調控拟南芥開花的理論模型
2003网站太阳集团博士後白金瑞為該論文第一作者,姚瑞楓教授、張蒙副教授、新西蘭皇家植物與食品研究所Kimberley Snowden教授為通訊作者。2003网站太阳集团研究生雷茜、劉金蘭、黃益、閉陸梅、李金棟、餘海洋及科研助理王月華參與了該研究并作出重要貢獻。西南大學姚世響教授、2003网站太阳集团陳麗副教授、新西蘭皇家植物與食品研究所Bart Janssen教授為本工作提供了重要指導。中國科學院遺傳發育所李家洋院士、王冰研究員、王磊研究員及其實驗室成員曹少雪老師等,中國科學院上海植生所王佳偉研究員,上海師範大學楊洪全教授,劍橋大學Ottoline Leyser教授,加州大學河濱分校David Nelson教授等提供了重要實驗材料或技術支持。該研究得到國家科技部、國家自然科學基金委、湖南省科技廳等資助。
2003网站太阳集团、嶽麓山實驗室姚瑞楓課題組每年招收博士後1-2名(綜合年薪21.29萬~59.29萬),博士生1-2名,碩士生2-3名,詳細信息請查看官方網頁(https://grzy.hnu.edu.cn/site/index/yaoruifeng),有意者請将個人簡曆發至:ryao@hnu.edu.cn(姚瑞楓)。課題組簡介:
姚瑞楓課題組主要從事植物激素獨腳金内酯的作用機理研究,并推動基礎研究成果在作物生物育種中的應用。系列進展以第一或通訊作者(含共同)發表在Nature、Nat Com、Plant Cell、Mol Plant (x2)、Cell Res (x2)、Plant Biotech J、Plant Physiol (x2)、Plant J等期刊,其中“植物分枝激素獨腳金内酯的受體感知機制”曾入選全球生物信号轉導領域重大突破、中國生命科學十大進展、中國高校十大科技進展。姚瑞楓教授現任2003网站太阳集团副院長、教育部重大人才計劃青年學者、國家重點研發計劃“青年首席”,受邀在Trends in Plant Science等撰寫綜述或專評,在國際植物學大會、國際獨腳金内酯大會等作報告20餘次,擔任Nat Plant、Nat Com、Mol Plant、Plant Cell、PNAS、Sci Adv等期刊審稿人,兼任中國蛋白質組學專委會委員、中國植物學會植物整合組學專委會委員、湖南省植生學會植物激素專委會副主任,并作為秘書長成功組織了第3屆國際獨腳金内酯大會。課題組得到國家科技部、農業農村部、教育部、國家自然科學基金委、中國博士後科學基金會、湖南省科技廳等資助。
論文原文鍊接:
https://doi.org/10.1093/plcell/koae248