解密植物對環(huán)境變化的應激反應
光明日報訊(記者趙秋麗、馮帆)近日,山東建筑大學市政與環(huán)境工程學院副教授侯書國團隊聯(lián)合美國得州農(nóng)工大學、杜克大學,法國圖盧茲大學、日本岡山大學等知名大學的研究團隊,通過對植物如何感受環(huán)境變化作出應激反應的研究,揭示了植物對病蟲害、干旱等環(huán)境脅迫因素的應激機理,國際期刊《自然》在線發(fā)表這一研究成果。這一重要發(fā)現(xiàn)改變了人們以往對植物與環(huán)境之間相互作用關系的認知,對于促進生態(tài)良性循環(huán)和糧食安全問題具有重要意義。
綠色植物為地球生物提供食物來源,并在維持生態(tài)平衡、促進生態(tài)良性循環(huán)與發(fā)展、改善人類居住環(huán)境等方面起著至關重要的作用。但植物經(jīng)常面臨包括病原菌侵染等極端環(huán)境的影響,植物通過感知環(huán)境變化并作出應激反應,保護自身免受環(huán)境惡化的影響。因此,研究植物感知環(huán)境變化并作出應激反應的機制,有助于我們應對環(huán)境變化,解決糧食和生態(tài)安全等問題。
植物細胞因子在植物免疫中發(fā)揮至關重要的調控作用,這一研究首次提出了一類結構全新的植物細胞因子SCREWs。為了鑒定新的參與植物免疫調控的植物細胞因子,研究人員分析了受病原菌誘導表達的擬南芥轉錄組,并篩選了病原菌上調表達的分泌肽。其中,SCREWs能夠被病原菌及微生物相關分子模式(MAMPs)強烈誘導表達。通過免疫誘導分析,研究發(fā)現(xiàn)SCREWs羧基端31個保守的氨基酸能夠通過誘導MAPK激活植物生長抑制等典型的免疫反應。結構預測顯示,該小肽通過兩個保守的半胱氨酸形成二硫鍵,其對SCREW免疫誘導起至關重要的作用。通過持續(xù)研究發(fā)現(xiàn),SCREW為一類新的免疫調控植物細胞因子,能夠誘導植物免疫反應和增強植物對病原菌的抗性。
侯書國團隊長期從事植物與環(huán)境互作的分子生物學研究,自2012年以來,該團隊與美國德州農(nóng)工大學何平教授、單立波教授,清華大學柴繼杰教授,山東大學張偉教授等團隊合作,在揭示植物細胞因子調控植物先天免疫領域作出了突出的貢獻。
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