葛晓春教授课题组在水稻中发现的新的ABA转运蛋白并揭示其转录调控机制
发布时间:2018-05-02  阅读次数:1535

       4月30日,我院葛晓春教授实验室在Plant Cell杂志上在线发表了题为“The AWPM-19 Family Protein OsPM1 Mediates Abscisic Acid Influx and Drought Response in Rice” 的研究论文。该研究在水稻中发现了一种新的ABA转运蛋白,并揭示了该转运蛋白的转录调控机制,为了解水稻应对干旱胁迫的机制提供了新的线索。

ABA转运蛋白应对干旱胁迫的转录调控机制示意图

 

       脱落酸(ABA)是重要的植物激素分子,它的pKa值在4.7左右,在正常生长条件下,只有不到一半的ABA可以通过自由扩散的方式进行跨膜运输,在干旱等逆境胁迫下,细胞外和木质部液发生碱化,pH值上升到7.0左右,99%以上的ABA会发生解离,变成带电荷的ABA-,ABA转运蛋白对于ABA信号在体内的运输和扩散至关重要。目前在拟南芥中已有多个ABA转运蛋白被克隆,它们大部分属于ABC转运蛋白家族。本研究在水稻中首次发现了一个不同以往报道的ABA转运蛋白OsPM1, 它属于AWPM-19家族成员,在膜上能以多聚体的形式存在。OsPM1对干旱和ABA处理响应非常迅速,过表达可以增强植物的抗旱性及种子萌发对ABA的敏感性,而RNAi和KO株系则表现相反。OsPM1影响了水稻在干旱胁迫下气孔的响应性以及ABA信号传递过程。体外及体内实验均表明OsPM1可以向细胞内转运ABA,且ABA的生理活性形式(+)ABA是其底物。进一步深入研究OsPM1的转录调控机制还发现,干旱胁迫信号途径的主要转录因子OsbZIP46结合在OsPM1的启动子上,调控其在干旱胁迫下的表达。

      该论文系统地揭示了OsPM1的功能及调控机制,同时也表明“胁迫激素”ABA在体内的跨膜运输可能与生长素类似,存在多种结构不同的膜转运载体。

      博士生姚玲娅为论文第一作者,葛晓春教授为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委、科技部973项目和转基因专项的资助。

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