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微生物産生的植物激素

生活更新时间:2024-07-22 23:30:24

為了适應地球自轉引起的環境周期性變化，地球上幾乎所有的真核生物都進化出了内源計時器——生物鐘，它可以維持細胞内近24小時的基因表達節律性以适應環境中光溫因子的晝夜動态變化。生物鐘參與調控植物體内幾乎所有的生長發育和代謝過程，如光周期依賴的開花時間、發育、葉片衰老，以及植物對生物與非生物脅迫的響應等。因此，生物鐘穩定性的維持對植物生長發育及其地域适應性等具有重要意義。多個物種的生物鐘核心振蕩器均由多重相互偶聯的轉錄-翻譯反饋環路組成，然而目前，學界對生物鐘核心組分發揮轉錄調控的精确機制還缺乏系統的理解。

中國科學院植物研究所研究員王雷課題組與河南大學教授徐小冬、謝啟光課題組合作，通過轉錄組共表達分析發現拟南芥B-box鋅指轉錄因子第四亞家族基因BBX19與生物鐘核心組分CCA1和LHY的表達相位高度吻合。近日節律表型分析發現，過表達BBX19顯著延長近日節律的周期長度，其缺失突變體則表現出短周期表型。BBX19及其同源蛋白BBX18可與生物鐘核心振蕩器關鍵組分PRR9、PRR7及PRR5從早晨到傍晚依序動态互作。轉錄組及分子生物學實驗證據發現，BBX19與PRRs的蛋白動态互作可以共同調控生物鐘核心振蕩器中“清晨基因”（如CCA1、LHY和RVE8等）在白天的轉錄本富集。遺傳分析表明，BBX19蛋白與CCA1、LHY和RVE8基因的啟動子結合需要PRRs蛋白。該研究表明BBX19是新的生物鐘調控因子，闡明了該調控因子通過與PRRs蛋白互作在時間維度調控生物鐘“清晨基因”的表達，從而精細調控生物鐘周期的機制。研究工作将更新植物生物鐘的分子調控模型，同時也為其他重要農作物的生物鐘組分挖掘與功能研究提供了理論借鑒。

相關研究成果在線發表在The Plant Cell上。河南大學博士後袁力、植物所在讀博士生于英俊為論文的共同第一作者，謝啟光、王雷和徐小冬為論文的共同通訊作者。研究工作獲得國家自然科學基金委、河北省自然科學基金及中科院戰略性先導科技專項等的資助。

微生物産生的植物激素（科研人員發現植物生物鐘新調控因子）1

BBX19-PRRs動态互作調控生物鐘核心因子CCA1和RVE8表達的模式圖

來源：中國科學院植物研究所

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