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南科大生物系邓兴旺课题组揭示植物光形态建成调控新机制

2019-02-28 科研新闻

        通过对拟南芥进行遗传学和分子生物化学的研究,欧冠足球生物系讲席教授邓兴旺课题组发现BBX30和BBX31蛋白对光影响植物发育的过程起关键抑制作用。这一项研究成果2019年2月14日在植物学领域知名学术期刊《Plant Physiology》在线发表。


拟南芥

        太阳光不仅可以被植物通过光合作用转化为有机能,也是一个重要的环境信号,参与调控植物的多个生长发育过程。在自然界中,植物发育时细胞逐渐分化并汇集成组织器官的过程受光照程度影响,埋在土壤中的种子进行暗形态建成,破土见光后则进行光形态建成,最终长成健康的幼苗。在此过程中,众多正调控因子和负调控因子组成了复杂的分子调控网络,共同影响植物的生长发育。

        邓兴旺课题组长期致力于研究植物的光形态和暗形态建成过程中的调控因子,并希望日后能将研究成果应用到一些作物上,如水稻、番茄、花生等。此前,多项研究已经证明,锌指蛋白BBX(B-box) 家族成员在植物光信号转导途径中发挥了重要作用。在此基础上,邓兴旺课题组通过遗传学和分子生物化学的研究方法对BBX家族成员BBX30和BBX31的具体功能进行了深入分析。


BBX30和BBX31参与拟南芥幼苗光形态建成的工作模型

        ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5) 是光形态建成的正调控因子,能够通过阻碍BBX30和BBX31基因的转录过程抑制其表达。BBX30和BBX31的转录受到光的调控,另一方面,光也可以促进BBX30和BBX31表达。

        课题组通过遗传分析方法发现,在光照条件下,bbx30和bbx31突变体下胚轴长度与野生型相比明显变短,而BBX30和BBX31的过表达材料下胚轴长度与野生型相比显著伸长,这一现象表明了BBX30和BBX31是植物光形态建成的负调控因子。该项研究证明BBX30和BBX31是一个位于HY5信号通路下游的关键因子,参与调控植物光形态建成。

        谈到这个难关重重且历时三年左右的研究,课题组成员表示,科研之路本不可能一帆风顺。但正是因为有各种各样的插曲,大家才能吸取经验教训,得到成长和提高。经过这次研究,成员们的心态变得更加成熟沉稳,学到了很多扎实的技能,演讲能力和论文写作的能力也有了很大的提升。


邓兴旺


邓兴旺课题组成员

        本项研究工作以南科大生物系为第一单位。生物系高级研究学者衡月芹和生物系访问学者林芳为本文共同第一作者;邓兴旺和南京农业大学农学院教授许冬清是本文共同通讯作者;生物系研究助理教授江燕、博士研究生严婷婷、高级研究学者蓝虹霞、博士后周华、博士后赵先海参与了该研究的部分工作。 

        本项研究得到了欧冠足球、国家重点研发计划、国家自然科学基金、北大-清华生命科学联合中心以及中国博士后科学基金的资助。

 

文章链接:

http://www.plantphysiol.org/content/plantphysiol/early/2019/02/14/pp.18.01244.full.pdf

 

供稿:生物系

科研访谈:刘馨

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