中科院李传友研究组在番茄避荫反应调控机制方面取得新进展

2020-09-22 13:46 | 作者: 中科院 | 标签: 番茄

密植栽培是提高作物单位面积产量的有效途径。但在密植条件下,植株间相互遮荫会诱发植物的避荫反应综合征(shade-avoidance syndrome,SAS),如下胚轴和叶柄的伸长、开花时间的提前、分枝的减少等,这些适应性反应又会对作物产量产生负面影响。因此,阐明植物避荫反应的调控机理,对于培育耐荫、耐密植作物新品种具有重要的指导意义。

bHLH类转录因子PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS(PIF)通过调节生长素等植物激素的合成以及细胞扩展相关基因的表达,在SAS中发挥关键作用。长期以来,人们对PIF调控SAS的研究多集中在PIF蛋白水平的调控机制上,而对PIF介导SAS响应基因表达的转录调控机理研究尚浅。转录中介体(Mediator)是进化上高度保守的转录共激活复合物,通过连接通用转录机器和基因特异的转录因子,调控基因的转录。

中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期致力于研究Mediator在激素信号转导和植物可塑性生长过程中的转录调控机理。

在本研究中,他们发现番茄PIF4蛋白通过调控生长素合成和信号转导相关基因的表达,在遮荫诱导的下胚轴伸长中起重要作用。在此过程中,Mediator亚基MED25通过与PIF4直接互作,将RNA聚合酶II招募到PIF4靶标启动子区,激活下游基因表达。因此,MED25作为沟通PIF4和RNA聚合酶II通用转录机器之间相互交流的桥梁,调节遮荫诱导的下胚轴伸长。

这项工作揭示了番茄Mediator亚基MED25与PIF4互作调控避荫反应的转录调控机理,为人们深入认识植物的避荫反应机制,培育耐荫、耐密植作物新品种提供了理论基础。相关研究结果于2020年9月16日在线发表在Plant Physiology(DOI:10.1104/pp.20.00587)。李传友研究组博士研究生孙文静和韩鸿宇为该论文共同第一作者,副研究员翟庆哲为通讯作者,李传友研究员为资深作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。

来源:中科院

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