廣東省農業生物蛋白功能與調控重點實驗室陶利珍課題組最近的研究揭示了生長素極性運輸調控的新機制。生長素極性運輸介導植物體內生長素濃度梯度的建立在植物器官發生如胚胎與根系的形成中起至關重要的作用。一般認為,生長素運輸載體蛋白在細胞膜上的極性分布決定著生長素的流動方向,但人們對生長素極性運輸調控的分子機制所知甚少。
陶利珍課題組發現小G蛋白ROP3受生長素誘導,特異性控制生長素輸出載體PIN蛋白在細胞膜的極性定位。遺傳學、分子細胞生物學結合生物化學的實驗表明rop3突變體中PIN蛋白的極性發生改變或者不能夠被招募到細胞膜上,隨后通過蛋白降解途徑分解,從而影響胚胎與根尖的生長素濃度高峰(auxin maximum)的建立,導致植物胚胎和根系發育的缺陷。另外,ROP3是上游 ROP調節蛋白RopGEF7的互作蛋白之一,課題組2011年在Plant Cell 雜志發表的工作揭示RopGEF7是植物根尖干細胞維持的重要調節因子。通過對ROP3的研究在理論上加深了人們對生長素介導植物根尖干細胞發育機制的理解。這項研究成果對于分子育種,特別是作物種子大小和根系構型的遺傳改良也具有理論指導意義。
該研究成果于2014年9月12日在線發表于國際權威學術期刊Plant Cell雜志(doi:10.1105/tpc.114.127902,近五年影響因子10.656)。博士研究生黃家保是該論文第一作者,陶利珍教授是通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委重大研究計劃項目的資助。(文/廣東省農業生物蛋白功能與調控重點實驗室 劉太波)
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