植物油菜素内酯信号转导的调控研究取得进展

发布日期:2017-09-07      浏览次数:     作者:黄淑华     来源:

  我院王晓峰教授团队与德国图宾根大学(Eberhard Karls Universität Tübingen)Birgit Kemmerling教授团队合作在研究植物油菜素内酯信号转导的负向调控方面取得重要进展,论文“The Arabidopsis Leucine-rich Repeat Receptor Kinase BIR3 Negatively Regulates BAK1 Receptor Complex Formation and Stabilizes BAK1”,近日在线发表于植物学顶尖研究期刊《The Plant Cell》上(Plant Cell. 2017 Aug 25. pii: tpc.00376.2017. doi: 10.1105/tpc.17.00376. [Epub ahead of print])。该研究揭示了拟南芥BIR3在调控植物生长发育,植物免疫和细胞死亡方面的分子调控机制。

  我院博士研究生黄淑华为并列第一作者(第三位),杨勇为共同作者,王晓峰教授与Birgit Kemmerling教授为共同通讯作者,西北农林科技大学为并列第一作者单位。该项研究的合作者还包括英国Cyril Zipfel教授,荷兰瓦赫宁根大学的Sacco C. de Vries教授,美国亚利桑那大学的Frans Tax教授和美国北卡州立大学的Steven D. Clouse教授 与Michael B. Goshe教授等多位国际一流科学家领导的国际前沿的研究团队。与国际一流的研究团队的合作,标志着我校在油菜素内酯信号转导研究上已进入到了国际前沿的研究领域,为下一步的发展打下了良好的基础。

  油菜素内酯 (brassinosteroids, BRs) 是植物体内一类重要的类固醇激素, 参与调控植物生长发育的多个过程。植物富亮氨酸重复受体激酶BAK1是BR的共受体,是BR信号通路上的重要组分。有报道指出,BAK1在植物免疫和细胞死亡等多个信号转导路径上具有独立的多角色功能,是多个膜蛋白的共受体。植物BR信号和免疫反应被过度激活以后也会对植物的生长发育造成严重伤害,然而植物体内其他的富亮氨酸重复受体激酶如何调控BAK1的活性机制并不十分清楚。

  该团队的最新研结果发现,富亮氨酸重复受体激酶BIR3可以与BAK1强烈的相互作用,从而调控依赖于BAK1的多个信号途径。在识别配基以后,BIR3与BAK1解离,从而使得BAK1与其他的膜受体蛋白如FLS2,BRI1等相互作用。在BIR3缺失以后,BAK1与FLS2,BRI1等的互作加强;相反的,在BIR3过表达系中,其互作减弱,表明BIR3负向调控BAK1复合体的形成。与之前的报道过的BIR2与BAK1相互作用负向调控植物免疫相比,BIR3不仅可以通过与BAK1相互作用负向调控植物免疫,还可以通过与BAK1/BRI1相互作用负向调控BR信号。与之前报道过的BIR家族成员BIR1和BIR2相比,单独的BIR3功能缺失突变体并不表现出细胞死亡现象。但bir3突变体中BAK1和BKK1的蛋白积累量降低,从使bir3 bak1 双突变体表现出类似于bak1 bkk1双突变体的自发性细胞死亡和株型矮化表型。

  该研究得到国家自然科学基金面上项目NSFC 31371413和NSF31171385和陕西省百人计划人才项目的资助。