植物溫度感應分子機制研究獲進展
近日,美國《國家科學院院刊》在線發(fā)表了中科院上海生科院植生生態(tài)所何祖華研究組與國內外合作的研究成果,揭示了高溫解除轉錄后基因沉默并伴隨著隔代記憶的分子機制。
據(jù)介紹,全球氣候變暖伴隨著植物的生長發(fā)育行為變化,溫度波動會影響作物的產(chǎn)量,尤其是高溫會對農(nóng)作物生產(chǎn)造成嚴重威脅。因此,研究高溫影響植物生長發(fā)育機制意義重大。但目前對于高溫的研究大多集中在植物對極端高溫(40℃~42℃)瞬間脅迫的反應上,植物體感受環(huán)境溫度上升的分子機制尚不明確。
何祖華等在植物抗病性研究中,把擬南芥的油菜素受體BRI1與水稻免疫受體XA21的合成受體轉化后,得到系列內源BRI1基因共抑制的矮化表型,即轉基因沉默(S-PTGS)。他們發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度從22℃升高到30℃可以完全抑制基因沉默。同時,研究人員發(fā)現(xiàn)擬南芥內源小分子RNA也隨著溫度的升高明顯降低。更有意思的是,溫度引起的PTGS解除在接下來的22℃種植后代中也能觀察到,即表現(xiàn)出后代記憶效應。
研究表明,高溫可能通過促進SGS3蛋白的降解,進而抑制雙鏈RNA形成,從而解除PTGS。提高SGS3蛋白水平可以抑制高溫對PTGS的解除并降低后代記憶。
專家認為,這些發(fā)現(xiàn)揭示了溫度與siRNA合成以及表觀遺傳之間的關系,對植物溫度感應以及作物轉基因改良等有重要的指導意義。
該工作得到科技部、國家自然科學基金等的支持。
編輯:zhufei
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