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作科所成功解析泛素化调控植物适应氮胁迫的新机制

 来源:ICS 发布时间:2017年1月5日 作者:王山荭 点击数


NRT1.7是NLA的泛素化底物

2016年12月29日,中国农业科学院作物科学研究所玉米分子育种技术和应用创新团队在《新植物学家》(New Phytologist)杂志在线发表了题为“Nitrogen Limitation Adaptation (NLA) is involved in source-to-sink remobilization of nitrate by mediating the degradation of NRT1.7 in Arabidopsis”的研究论文,揭示了E3泛素化连接酶NLA直接降解氮转运蛋白NRT1.7,增强氮素从老叶向新叶的再分配,提高植物耐受低氮胁迫能力。

氮的再分配是植物提高氮利用效率的关键步骤之一。不同器官之间的氮转运主要由硝态氮转运蛋白(Nitrate Transporter, NRT)负责完成,但是目前对于NRT 蛋白的调控机制知之甚少。

研究人员通过氮素测定、稳定同位素吸收和涂抹示踪等实验证实,在低氮培养条件下,nla突变株老叶变黄是由于突变株体内氮素由老叶向新叶中的转运加快导致;BiFC、膜蛋白酵母双杂、Pull-down、Co-IP、Western blot等生化与分子实验证实了泛素化连接酶NLA对硝酸盐转运蛋白NRT1.7进行泛素化降解;NLA为miR827的靶基因,mir827敲除突变株及MIR827过表达植株中NLA及NRT1.7转录本及蛋白丰度检测表明缺氮在翻译水平对NLA的负调控依赖于miR827的表达。该研究为深入了解泛素化及miRNA在氮营养限制条件下的功能和作用方式提供了实验依据, 也为培育高效且抗逆的作物品种奠定了分子生物学基础。

作科所博士研究生刘文文为论文第一作者,李文学研究员为论文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金和中国农科院创新工程资助。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14396/full

 

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