作科所揭示类驱动蛋白ATP酶活性在水稻生长发育中的重要作用
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发布时间：2018-09-12
作者：房静静
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近日，中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队揭示了类驱动蛋白ATP酶活性在水稻生长发育中的重要调控作用，相关研究论文在《植物学报（The Plant Journal）》上在线发表。
植物的生长发育是一个极其复杂的过程，受到遗传调控以及外界环境的影响，这些因素最终通过细胞分裂和细胞扩展控制各个器官的生长。以往研究表明，驱动蛋白超家族对细胞分裂过程中的微管组织具有重要的调控作用，目前水稻中已鉴定的驱动蛋白超家族成员主要作用于细胞扩展，其对细胞有丝分裂的调控及其分子机制却知之甚少，尤其是其ATP酶的生物学功能还不是很清楚。
本研究对水稻极度矮化突变体 stemless dwarf 1 ( std1 )进行了表型鉴定、基因克隆及功能研究。发现水稻类驱动蛋白STD1马达结构域第40位氨基酸由缬氨酸(Val)突变成谷氨酸(Glu)后，导致其微管依赖的ATP酶活性显著降低，细胞分裂过程中成膜体扩展受到抑制，而后者对于细胞分裂过程中细胞板的形成起关键作用。成膜体扩张的抑制导致了多核膨大细胞的产生、细胞形态异常以及细胞分裂速率的显著降低，最终 std1 突变体呈现极度矮化并且无节和节间的分化。这些结果表明微管依赖的ATP酶活性对于水稻STD1调控正常的细胞分裂和器官发育是必不可少的。
作科所助理研究员房静静为该论文的第一作者，李学勇研究员为通讯作者。该研究得到了转基因重大专项，国家自然科学基金、科技部973计划和中国农科院科技创新工程的资助。
下载链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14056
