作者:林金星等 来源:《植物细胞》 发布时间:2012-3-12 13:36:49
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研究揭示生长素极性运输新机制
 
来自中科院植物研究所,德国波恩大学等处的研究人员发表了题为“The Signal Transducer NPH3 Integrates the Phototropin1 Photosensor with PIN2-Based Polar Auxin Transport in Arabidopsis Root Phototropism.”的文章,揭示了植物蓝光受体phot1及其信号转导蛋白NPH3是如何通过调控PIN2的细胞极性极性,来控制根尖的生长素极性运输,以及如何调控根尖负向光性生长的分子机制,填补了根尖负向光性生长机制研究的空白。相关成果公布在植物学领域国际学术期刊The Plant Cell杂志上。
 
文章的通讯作者是植物研究所林金星研究员,林金星研究组的博士后万迎朗为论文第一作者。这项研究得到科技部、国家自然科学基金委员会、中科院和中国博士后科学基金的支持。
 
向光素1(phototropin1, phot1)是一种极性地分布在细胞膜上的植物蓝光信号受体,NPH3是其关键的信号转导蛋白。它们介导了植物的正(负)向光性弯曲等多种重要的生理反应。PIN2是拟南芥根尖生长素极性运输的关键蛋白。然而,关于光信号对PIN2蛋白在内膜循环的调控方式以及对生长素极性运输的影响,尚缺乏直接证据。
 
在这篇文章中,林金星研究组和德国波恩大学František Baluška博士合作,通过分子细胞学的手段发现:不同的光照条件能调控PIN2蛋白进入2条不同的内膜运输支路,一是指向植物液泡的蛋白质降解支路,二是指向细胞质膜的“膜-泡”循环支路。phot1能接受蓝光信号,并通过信号传递蛋白NPH3来调控PIN2蛋白在这两条支路间的平衡。
 
当根尖定位的phot1接收到蓝光信号后,NPH3依赖的信号支路被激活,并促使位于液泡样区室(VLC)中的PIN2进入“膜-泡”循环支路,于是PIN2的极性定位增强,生长素极性运输速率也显著提高。当根尖细胞处于黑暗条件时,NPH3依赖的信号支路被关闭,更多的PIN2被储存于液泡样区室中,相应的生长素运输速率也随之降低。该项研究中,他们还利用了非损伤微测技术,定量测定了phot1和NPH3在蓝光照射下对生长素极性运输的影响。
 
这项揭示了植物蓝光受体phot1及其信号转导蛋白NPH3是如何通过调控PIN2的细胞极性,来控制根尖的生长素极性运输,以及如何调控根尖负向光性生长的分子机制,填补了根尖负向光性生长机制研究的空白。(生物通:万纹)
 
 
 
 
 
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