湖南大學(xué)解密植物生長(zhǎng)“調(diào)控系統(tǒng)”

　　對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，一入冬吃得多人就易胖，一入夏吃得少就變瘦。與此相反，各類(lèi)植物一入春夏，則枝繁葉茂，一入秋冬，則草木搖落。那么植物是如何根據(jù)環(huán)境的改變來(lái)調(diào)節(jié)自身生長(zhǎng)？湖南大學(xué)生物學(xué)院于峰副教授研究小組發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)存在的受體激酶FERONIA就承擔(dān)了這樣一種調(diào)控作用——身處逆境，使植物進(jìn)入“休眠”模式，暫緩生長(zhǎng)，用更多能量來(lái)抵抗環(huán)境中的不利因素；反之，則開(kāi)啟“成長(zhǎng)”模式。于峰介紹，研究小組正將這一基礎(chǔ)理論研究上獲得的發(fā)現(xiàn)，逐步轉(zhuǎn)化到水稻等主要農(nóng)作物應(yīng)用研究中，用以調(diào)控水稻的生長(zhǎng)，從而獲得更加質(zhì)優(yōu)的大米。從目前進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，已取得了較好進(jìn)展。受體激酶FERONIA是植物科研界的“明星分子”，其在植物細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中重要的調(diào)節(jié)作用得到了科研界的高度關(guān)注，但卻尚未能完全揭開(kāi)其“工作機(jī)制”這一神秘面紗。眾所周知，在不利于生長(zhǎng)的情況下，植物會(huì)產(chǎn)生一種抑制生長(zhǎng)的激素——脫落酸（ABA）。而于峰研究小組發(fā)現(xiàn)，在正常的生長(zhǎng)條件下，F(xiàn)ERONIA通過(guò)小G蛋白信號(hào)途徑，激活磷酸酶AB12，從而阻礙脫落酸（ABA）發(fā)出抑制生長(zhǎng)的信號(hào)（PNAS,2012,109:14693-14698）。與之對(duì)應(yīng)，在病蟲(chóng)害等逆境條件下，脫落酸（ABA）含量升高，抑制磷酸酶ABI2，并釋放FERONIA的激酶活性，從而“關(guān)閉”了植物的生長(zhǎng)“開(kāi)關(guān)”——RALF多肽信號(hào)。由此，于峰研究小組提出了脫落酸（ABA）與RALF多肽信號(hào)交叉“會(huì)話(huà)”模型：在正常生長(zhǎng)條件下，調(diào)控植物生長(zhǎng)的RALF多肽信號(hào)通過(guò)其受體FERONIA抑制脫落酸信號(hào)，從而降低逆境應(yīng)答反應(yīng)，植物則加速生長(zhǎng)；而在逆境（如鹽、溫度、病蟲(chóng)害等）條件下脫落酸含量升高并抑制ABI2磷酸酶活性從而上調(diào)RALF信號(hào)響應(yīng)，植物逆境應(yīng)答增強(qiáng)，生長(zhǎng)速率的減緩，而生存能力增強(qiáng)。據(jù)了解，這一發(fā)現(xiàn)以長(zhǎng)篇論文形式（PNASPlus）在線(xiàn)發(fā)表于2016年8月26日的《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS,doi:10.1073/pnas.1608449113）上，引起了較大反響。