我院植物学研究取得重要进展

供稿人:万程

 

植物如何根据各种环境信号调整其生长速率是一个具有重要理论及应用价值的科学问题。各种逆境,如虫害、盐碱及干旱等都是我国粮食高产与稳产战略的不利因素。脱落酸(ABA)为植物最重要的逆境激素之一,其在虫害、干旱等多种逆境响应中发挥重要作用。最近,我院植物功能基因组学与发育调控湖南省重点实验室于峰副教授研究小组在脱落酸信号转导研究中取得重要进展:发现FERONIA介导了脱落酸与RALF小肽信号的交叉会话,并最终调节植物在逆境等环境下的生长速率。该工作以长篇论文形式(PNAS Plus)在线发表于2016826日的《美国科学院院刊》(PNAS, doi:10.1073/pnas.1608449113)上。合作单位有湖南师范大学、南京大学及加州大学伯克利分校等单位。 

 

受体激酶FERONIA及其家族成员为一类植物界保守的多功能明星分子,其在植物生长发育及虫害、干旱及盐碱等逆境响应中都发挥重要作用。FERONIA在根中响应其配体分子RALF多肽信号从而抑制主根细胞生长。于峰副教授课题组在前期工作中发现FERONIA通过小G蛋白信号途径激活磷酸酶ABI2从而抑制脱落酸信号(PNAS, 2012, 109: 14693-14698)。最近,课题组陈佳博士生发现被FERONIA激活的磷酸酶ABI2能与FERONIA激酶互作并使其去磷酸化,从而形成一种负反馈调节模式,由此该工作提出了脱落酸与RALF信号交叉会话的模型:在正常生长条件下,RALF信号通过其受体FERONIA抑制脱落酸信号及其逆境应答反应;在逆境(如盐、温度、病虫害等)条件下,植物脱落酸含量升高并抑制ABI2磷酸酶活性从而上调RALF信号响应,实现逆境下植物生长速率的减缓,最终增强其生存能力。

 

  

于峰博士自201311月份引进我校植物功能基因组学和发育调控湖南省重点实验室团队,在学术带头人刘选明教授的大力支持下,带领小组成员围绕受体激酶FERONIA信号网络进行了系统研究,2年多来在PNAS, Cell ResearchMolecular PlantPlant Cell and Environment等世界主流期刊上发表论文7篇,其中关于FERONIA2篇研究论文进入ESI(扩展版)高被引论文。同时,研究小组正将基础理论研究上获得的发现,逐步转化到水稻等主要农作物应用研究中,也取得了较好进展。

 

   于峰,1984年生,2013年湖南师范大学博士毕业,获得理学博士学位和湖南省优秀博士论文奖,同年作为副教授引进到湖南大学生物学院工作,主要围绕受体蛋白激酶FERONIA在植物生长发育及逆境响应中的信号网络进行研究。相关研究工作得到了国家自然科学基金,湖南省自然科学基金,湖南大学青年教师成长基金等资助。