11132:com-www:11132:com

中国科学院遗传与发育生物学研究所(遗传发育所)青年研究员王冰团队等通过合作研究，最新发现植物激素独脚金内酯信号感知机制及其在氮素响应中的关键作用，阐明植物如何通过调控独脚金内酯信号感受途径中的“油门”和“刹车”，“聪明灵活”地调控不同环境中独脚金内酯信号感受的持续时间和信号强度，进而改变植物株型。

在解析独脚金内酯信号启动机制(“油门”)的基础上，研究团队进一步分析独脚金内酯信号感受的终止机制(“刹车”)。他们通过巧妙的实验设计，发现一种在高等植物中出现的新机制——D14的泛素化和蛋白降解依赖于D14与D3的直接相互作用，并且需要D14蛋白通过N端的无序结构域(NTD)与26S蛋白酶体直接相互作用。

本次研究还发现，D14的NTD结构域可以被磷酸化修饰，抑制D14的泛素化修饰和蛋白降解，进而调控水稻的分蘖发育。低氮环境增强了D14的磷酸化修饰进而抑制蛋白降解，增强独脚金内酯信号感受。研究团队结合已有研究结果提出，低氮环境一方面通过诱导独脚金内酯合成增强信号感知，另一方面通过促进D14的磷酸化增加蛋白稳定稳定性，进而降低独脚金内酯信号感受的终止。这两种机制协同增强了独脚金内酯途径的功能，实现对分蘖数目的抑制。

对中国团队此项研究成果，《细胞》杂志的3位审稿人均给予了高度评价：“该研究采用大量生化和遗传数据系统解析了独脚金内酯信号感受的机制，揭示了信号感知机制的新特征”“该研究揭示了令人兴奋的新发现，比如发现了D14的翻译后修饰(磷酸化)及其在低氮适应中的作用”“该研究数据扎实、实验设计精妙，解决了独脚金内酯信号感受中不同模型之间的争议点，为独脚金内酯信号感受的调控机制提供了新的视角”。