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    我国科学家揭示植物衰老调控的新机制

    日期 2019-02-01   来源:生命科学部   作者:薛岚  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(批准号:31570267,31770205和31741010)等资助下,西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室和生命科学学院郁飞教授研究团队揭示了ABS3亚家族MATE转运蛋白控制植物衰老的分子途径。研究成果于2019年1月22日,以“Noncanonical ATG8-ABS3 Interaction Controls Senescence in Plants” (ATG8-ABS3非经典相互作用调控植物衰老)为题,长文形式在线发表于国际植物科学期刊Nature Plants (《自然-植物》)。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41477-018-0348-x。

      衰老是植物生长发育和世代交替的重要生物学过程。叶片等营养器官的黄化和衰老伴随着碳、氮等营养物质从“源”(叶等光合器官)到“库”(种子等贮藏器官)的征调和转运,因此高等植物叶片衰老的启动和进程对种子发育和世代交替至关重要,是影响作物产量和果实品质的关键因素。

      该研究发现ABS3亚家族MATE转运蛋白促进植物叶片衰老和蛋白质降解,ABS3亚家族MATE基因多重缺失突变体对碳饥饿诱导的植物衰老表现出极强的抗性。ABS3亚家族MATE蛋白在晚期内体上与自噬途径的关键蛋白ATG8相互作用是ABS3促进衰老和蛋白质降解的前提条件。这一互作并不依赖于自噬途径或ATG8蛋白羧基端的切割和磷脂酰乙醇胺化,这表明了ATG8的一个不依赖于自噬途径的新功能。基于此,该研究提出了ABS3介导的促进衰老的途径与抑制衰老的自噬途径共享ATG8,实现平衡调控植物衰老进程的模型。这是在植物中发现的ATG8独立于自噬途径的新功能,同时这一途径在模式植物拟南芥和主要粮食作物小麦中以保守的方式发挥作用,为未来人工调控作物衰老进程提供了重要的理论支撑。

    图. ATG8-ABS3相互作用调控植物衰老进程模型




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