中国科学院遗传与发育生物学研究所王冰研究员在李家洋院士指导下,使用九圃BPC600H培养箱进行分析实验,在植物激素独脚金内酯信号感知机制方面取得重要进展,解析了低氮调控独脚金内酯信号感知进而抑制水稻分蘖发育的新机制。
独脚金内酯是近年来发现的一种重要植物激素,在调控植物分枝(即分蘖)数目这种生长发育关键性状中发挥关键作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队在该领域研究占据国际领先地位,相关成果入选2014年度中国科学十大进展。
北京时间2024年11月4日晚,该研究成果在《细胞》(Cell)杂志在线发表。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.009
图 水稻独脚金内酯信号感受及其在低氮中的作用模型
审稿人对研究给予高度评价,指出“该研究采用大量生化和遗传数据系统解析了独脚金内酯信号感受的机制,揭示了信号感知机制的新特征”,“揭示了令人兴奋的新发现,比如发现了D14的翻译后修饰及其在低氮适应中的作用”,“该研究数据扎实、实验设计精妙,解决了独脚金内酯信号感受中不同模型之间的争议点,为独脚金内酯信号感受的调控机制提供了新的视角”。
这项研究工作阐明了水稻中独脚金内酯信号感知的激活、调控和终止机制,发现了在泛素化修饰和蛋白降解之间新的调控机制,揭示了D14通过磷酸化调控自身稳定性的新机制以及该机制在水稻分蘖响应低氮环境中的核心作用,对作物株型的精准改良以及减肥增产水稻新品种的分子设计育种具有重要指导意义。
图 王冰研究员在实验中
中国科学院遗传发育所博士后胡庆亮是该论文的第一作者,王冰研究员为通讯作者,中国科学院遗传发育所/崖州湾国家实验室李家洋院士对本研究进行了重要指导。中国科学院遗传发育所傅向东研究员、汪迎春研究员、黄夏禾博士,植物激素平台褚金芳、辛培勇和闫吉军博士,中国科学院遗传发育所/山东农业大学王永红教授,崖州湾国家实验室青年科学家桑大军等参与了本研究。
本研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委、中国科学院基础研究青年科学家项目以及中国科学院青促会的资助。
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