來(lái)自上海恒遠(yuǎn)生物研究報(bào)道：植物科學(xué)*期刊《The Plant Cell》雜志在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熊立仲教授課題組題為“MODD mediates deactivation and degradation of OsbZIP46 to negatively regulate ABA signaling and drought resistance in rice”的學(xué)術(shù)論文，研究揭示了水稻精細(xì)調(diào)控干旱應(yīng)答的新機(jī)制，對(duì)于闡明植物抗旱分子機(jī)理和促進(jìn)植物抗旱遺傳改良具有重要意義。
水稻是重要的糧食作物之一，與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。近年來(lái)，隨著氣溫變暖，淡水資源匱乏，怎樣利用有效的資源獲得zui大的糧食產(chǎn)出成為亟待解決的問(wèn)題。探究水稻抗旱分子機(jī)制一直是水稻團(tuán)隊(duì)熊立仲教授課題組的重點(diǎn)研究方向。由于植物不能像動(dòng)物一樣可以自由行動(dòng)以趨利避害，所以植物必須通過(guò)復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)來(lái)適應(yīng)逆境脅迫。脫落酸(ABA)作為一種逆境響應(yīng)激素，在植物與逆境抗?fàn)幹衅鸬搅伺e足輕重的作用。該課題組前期鑒定了兩個(gè)同源的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子(OsbZIP23和OsbZIP46)在促進(jìn)ABA信號(hào)傳導(dǎo)和抗旱性方面的重要功能，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《plant Physiology》(Xiang et al., 2008; Tang et al., 2012)。其中，OsbZIP46的抗旱功能受到自身含有的一個(gè)結(jié)構(gòu)域(編號(hào)為D)的強(qiáng)烈抑制，OsbZIP46在D結(jié)構(gòu)域被刪除后才能顯著提高水稻的抗旱性，該現(xiàn)象引起了研究人員的極大興趣。
研究人員深入研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可以與D結(jié)構(gòu)域直接互作的蛋白MODD，該蛋白在ABA信號(hào)傳導(dǎo)和干旱應(yīng)答中扮演著重要作用：MODD負(fù)調(diào)控ABA信號(hào)傳導(dǎo)與抗旱性，呈現(xiàn)與OsbZIP46相反的功能。經(jīng)過(guò)深入的分子機(jī)理研究，研究人員興奮地發(fā)現(xiàn)，MODD與D結(jié)構(gòu)域結(jié)合后可以進(jìn)一步招募不同的蛋白來(lái)分別調(diào)控染色質(zhì)修飾和蛋白泛素化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)OsbZIP46的活性和蛋白穩(wěn)定性的雙重抑制。這一發(fā)現(xiàn)揭示了水稻干旱應(yīng)答的一個(gè)精巧的調(diào)控模式：在遭遇干旱脅迫時(shí)，水稻大量誘導(dǎo)并激活正調(diào)控因子OsbZIP46，促進(jìn)干旱應(yīng)答;在干旱脅迫末期以及恢復(fù)期，負(fù)調(diào)控因子MODD的表達(dá)量增加并雙重抑制OsbZIP46的活性和穩(wěn)定性，從而減弱或消除干旱應(yīng)答并將其控制在合理程度，以實(shí)現(xiàn)干旱應(yīng)答與其他生理進(jìn)程的平衡。該研究揭示了水稻通過(guò)精細(xì)調(diào)控正負(fù)調(diào)節(jié)因子之間的拮抗作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)合理的干旱應(yīng)答的新機(jī)制。
此外， 《Plant Physiology》雜志發(fā)表了熊立仲課題組關(guān)于OsbZIP23作用機(jī)理的研究進(jìn)展“Feedback regulation of ABA signaling and biosynthesis by a bZIP transcription factor targets drought resistance related genes”。研究通過(guò)全基因組的靶基因檢測(cè)，研究人員找到了OsbZIP23在干旱脅迫條件下結(jié)合的1471個(gè)基因，其中有眾多已報(bào)道在抗旱方面發(fā)揮重要功能的基因。特別有意思的是，OsbZIP23還可以調(diào)控ABA信號(hào)通路上游的蛋白磷酸酶和ABA合成酶類基因從而反饋調(diào)控ABA的信號(hào)傳導(dǎo)和生物合成。此項(xiàng)研究深入完善了水稻抗旱調(diào)控機(jī)制，為后續(xù)水稻抗旱遺傳改良提供了新思路。
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