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调控细胞生长的多面女神:于峰课题组揭示植物生长与营养代谢的协调机制
2022年05月19日    查看

氮(N)是植物维持生命活动和功能所必需的营养,是影响植物生长的关键因素。湖南大学生物学院于峰教授课题组长期聚焦植物类受体激酶FERONIA(FER,西方神话中一个女神的名字)在环境适应性中的功能研究(Zhu et al., 2021)。类受体激酶FER通过感知其配体分子RALF1,参与调控植物的生长发育和逆境响应。目前RALF1和其受体FER在遗传表型上存在一个令人费解之谜:RALF1抑制细胞伸长,但是FER在不同细胞类型中,对细胞伸长发挥不同的功能,FER既可抑制又可促进细胞伸长(Zhu et al., 2021)。

2022年5月17日,Molecular Plant在线发表了于峰教授课题组题为“The RALF1-FERONIA Complex Interacts with and Activates TOR Signaling in Response to Low Nutrients”的研究论文,该论文报道了在低氮条件下,RALF1-FER激活TOR信号通路,促进真叶生长的机制。本研究发现在低氮营养条件下,植物受体激酶FER与TOR相互作用调控营养(氮和氨基酸)信号。FER/RIPK复合体磷酸化TOR复合体组分RAPTOR1B,从而激活TOR信号通路。RALF1通过增强FER-TOR互作增加幼叶中TOR活性,从而促进低氮营养下拟南芥真叶的生长(图1)。

该工作将调控植物生长的关键因子FER与调控营养的明星分子TOR联系起来,为理解植物生长与营养信号的协调机制提供了分子证据。此外,该工作发现营养是决定RALF1-FER信号网络对细胞伸长是起抑制还是促进作用的关键因素之一,并为RALF1和FER在细胞伸长功能上具有不同遗传学效应这个费解之谜提供了解释。

图1低氮营养下,RALF1对植物真叶生长的影响。

湖南大学生物学院博士后宋丽梅博士、郑州烟草研究院国家烟草基因研究中心徐国云副研究员和湖南大学博士研究生李婷婷为该论文的共同第一作者,湖南大学于峰教授和朱思睿副研究员为本文通讯作者。郑州烟草研究院周会娜副研究员等也参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的资助。

参考文献

Zhu, S., Fu, Q., Xu, F., Zheng, H., Yu, F. (2021). New paradigms in cell adaptation: decades of discoveries on the CrRLK1L receptor kinase signalling network. New Phytol.232:1168-1183.

                                                                                          通讯员:宋丽梅