植物究竟是如何根據環(huán)境的改變來(lái)調節自身生長(cháng)快慢的?近日，這一天然法則背后的重要“開(kāi)關(guān)”被湖南大學(xué)生物學(xué)院于峰課題組找到。研究人員繪制出了存在于植物體內的受體激酶FERONIA的“調控線(xiàn)路圖”——身處逆境，使植物進(jìn)入“休眠”模式，暫緩生長(cháng)，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(cháng)”模式。相關(guān)成果8月26日以長(cháng)篇論文形式在線(xiàn)發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》。

　　科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現，在不利于生長(cháng)的情況下，植物會(huì )產(chǎn)生一種抑制生長(cháng)的激素——脫落酸(ABA)，俗稱(chēng)“休眠素”，但對其背后的原理并不十分清楚。近年來(lái)，受體激酶FERONIA作為植物科研界的“明星分子”，其對植物細胞生長(cháng)的重要調節作用已引起科研界密切關(guān)注，但其內部工作機制卻尚未被完全揭開(kāi)。

　　于峰小組很早將注意力瞄準FERONIA。2012年他們發(fā)現，在正常生長(cháng)條件下，FERONIA可通過(guò)小G蛋白信號途徑，激活磷酸酶AB12，從而阻礙脫落酸發(fā)出抑制生長(cháng)的信號。進(jìn)一步研究發(fā)現存在與之對應的負反饋機制：在病蟲(chóng)害等逆境條件下，脫落酸的含量升高，抑制磷酸酶AB12，并釋放FERONIA的激酶活性，從而“關(guān)閉”植物的生長(cháng)“開(kāi)關(guān)”——RALF多肽信號。

　　于峰小組據此證實(shí)，正是FERONIA介導了脫落酸與RALF多肽信號之間的交叉“會(huì )話(huà)”，并最終調節植物在逆境等環(huán)境下的生長(cháng)速率。他們率先提出了上述 “會(huì )話(huà)”模型：在正常生長(cháng)條件下，調控植物生長(cháng)的RALF多肽信號通過(guò)其受體FERONIA抑制脫落酸信號，從而降低逆境應答反應，使植物加速生長(cháng);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磷酸酶AB12活性從而上調RALF信號響應，使植物逆境應答增強，生長(cháng)速率減緩，最終生存能力得到增強。

　　于峰介紹，研究小組正將這一基礎理論發(fā)現，轉化到對水稻等主要農作物的應用研究中，用以調控水稻的生長(cháng)，以獲得更加質(zhì)優(yōu)的大米。

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