2018-03-23 11:35:07
錨定在細胞膜上的轉(zhuǎn)錄因子如何在植物面對干旱脅迫時發(fā)揮抗旱作用？這一眾多科學(xué)家感興趣的問題，得到了部分解答。科技日報記者從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)了解到，該校農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室王濤教授研究團隊在植物應(yīng)答干旱脅迫的分子機制領(lǐng)域取得突破。相關(guān)論文于7月6日在線發(fā)表在國際植物學(xué)頂級學(xué)術(shù)期刊《植物細胞》上。
干旱脅迫嚴重影響植物生長發(fā)育和作物產(chǎn)量。不過，植物也在長期進化過程中，形成了適應(yīng)或抵抗干旱脅迫的復(fù)雜調(diào)控機制。有研究發(fā)現(xiàn)，當干旱來臨，植物細胞能感知到干旱的信號，它會讓轉(zhuǎn)錄因子在細胞核中啟動抗旱基因的表達，來抵抗干旱對自己的生存壓力。
課題組經(jīng)過多年研究，發(fā)現(xiàn)了一種新型的NAC轉(zhuǎn)錄因子。NAC轉(zhuǎn)錄因子為植物特有，它涉及多個生長發(fā)育和脅迫應(yīng)答過程，功能多樣。課題組發(fā)現(xiàn)的這一NAC轉(zhuǎn)錄因子，其本身結(jié)構(gòu)并不能讓它“定位”在細胞膜上。但是，在被一種軟脂酸（十六烷酸）修飾后，它能通過疏水作用力錨定在細胞膜上。
那么，這種轉(zhuǎn)錄因子是怎么去往細胞核“搞事情”的呢？關(guān)鍵之一在于一類特殊的硫脂酶。王濤告訴科技日報記者，干旱時這種硫脂酶的蛋白質(zhì)表達量會快速增加。“干旱到來時，硫脂酶蛋白能將轉(zhuǎn)錄因子NAC和軟脂酸之間的硫酯鍵切開，這樣一來，釋放了的轉(zhuǎn)錄因子就進入了細胞核。之后，它啟動調(diào)節(jié)細胞內(nèi)氧化還原平衡的一種關(guān)鍵物質(zhì)表達，幫助植物抗旱。”
王濤表示，這種植物抵抗干旱脅迫的方式在黃花苜蓿、截形苜蓿、大豆、擬南芥等植物中存在，是一種普遍現(xiàn)象。它揭示了一條植物應(yīng)答干旱脅迫的新路徑，為植物抗旱育種提供了新思路。
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