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漆酶蛋白與油菜素甾醇信號之間的直接聯(lián)系獲揭示
作者：朱漢斌   來源：中國科學(xué)報  
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
近日，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心聯(lián)合中山大學(xué)、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所研究揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路調(diào)控水稻產(chǎn)量的新機(jī)制。相關(guān)成果在線發(fā)表于《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）。
“我們揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路介導(dǎo)油菜素甾醇信號進(jìn)而調(diào)節(jié)水稻產(chǎn)量的分子機(jī)制�！闭撐牡谝蛔髡摺�廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心副研究員于洋表示，該研究建立了漆酶家族成員聯(lián)系植物油菜素甾醇信號通路的分子紐帶，加深了對非編碼RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)性、系統(tǒng)性和復(fù)雜性的理解。
據(jù)介紹，microRNA（miRNA）主要通過調(diào)控基因的表達(dá)來影響植物的生長和發(fā)育，從而導(dǎo)致表型變化和生命演化。植物漆酶作為一類古老的蛋白家族，曾被報道主要參與木質(zhì)素合成、酚類化合物的氧化以及活性氧物質(zhì)的積累。
2013年，中山大學(xué)教授陳月琴團(tuán)隊(duì)在《自然-生物技術(shù)》發(fā)表文章，首次報道了漆酶蛋白的新功能：漆酶基因OsLAC受到miR397的調(diào)控，并通過影響油菜素甾醇信號途徑來調(diào)節(jié)水稻產(chǎn)量。然而，漆酶如何影響油菜素甾醇信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和水稻產(chǎn)量的確切機(jī)制卻不清楚。
該研究中，研究人員對OsLAC進(jìn)行了生化和遺傳學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)transthyretin-like（OsTTL）蛋白可與OsLAC相互作用，并在水稻中充當(dāng)油菜素甾醇信號的負(fù)調(diào)控因子。在水稻中過表達(dá)OsTTL導(dǎo)致植株呈現(xiàn)株型矮小、葉片直立、籽粒變小和產(chǎn)量降低等表型，而敲除OsTTL基因則導(dǎo)致植株籽粒增大和產(chǎn)量提高。有趣的是，OsTTL蛋白Ser226位點(diǎn)的磷酸化修飾對該蛋白的降解至關(guān)重要，而OsLAC與OsTTL的結(jié)合可以保護(hù)OsTTL免受磷酸化介導(dǎo)的蛋白降解。
該研究還發(fā)現(xiàn)油菜素甾醇信號受體蛋白OsBRI1可能參與了OsTTL蛋白的磷酸化過程，進(jìn)一步的遺傳互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)也顯示Osttl×OsBRI1-RNAi植株的籽粒明顯比OsBRI1-RNAi和野生型植株大，表明敲除OsTTL有效地回補(bǔ)了OsBRI1敲低所帶來的油菜素甾醇不敏感表型。
該研究確立了漆酶蛋白與油菜素甾醇信號之間的直接聯(lián)系，揭示了miR397-OsLAC-OsTTL這一調(diào)控通路的分子功能，有望為作物遺傳改良和新品種的選育提供物質(zhì)基礎(chǔ)和理論支撐。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plcell/koae147
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