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作科所在G蛋白β亚基调控植物下胚轴发育的分子机制研究方面取得重要进展

G 蛋白复合体在植物逆境应答、生长及发育过程中发挥重要的调控作用。在拟南芥中,G蛋白复合体包含1个 Gα 亚基(GPA1),1个Gβ亚基(AGB1),和3个Gγ亚基,目前,对G 蛋白复合体各亚基功能的研究较多,但对G蛋白复合体如何调控下游信号途径仍然了解很少。植物种子萌发后的下胚轴发育对于植物幼苗完成出土,开始正常的光合作用以及完成生命周期至关重要。近日,中国农业科学院作物科学研究所作物转基因技术与应用创新团队在G 蛋白β亚基调控植物下胚轴发育的分子机制研究方面取得重要进展,相关研究论文“The G-protein β subunit AGB1 promotes hypocotyl elongation through inhibiting transcription activation function of BBX21 in Arabidopsis”,于2017年8月18日发表在Molecular Plant期刊。

该研究以拟南芥G蛋白β亚基AGB1为诱饵,通过酵母双杂交筛选到一个直接与下胚轴延伸相关的B-box转录因子,BBX21。遗传分析显示AGB1与BBX21在下胚轴延伸中起相反的作用,并且BBX21位于AGB1的下游抑制下胚轴延伸。生化分析表明,BBX21蛋白的C端调节BBX21的核定位和转录激活特性,AGB1通过与BBX21的C端直接互作,抑制BBX21的转录激活和自激活功能,负调BBX21以及BBX21下游靶基因的表达,从而调控植物下胚轴的发育。该研究不仅解析了拟南芥中G蛋白β亚基调控植物下胚轴发育的分子机制,而且发现了G蛋白复合体调控下游信号途径的新方式,为进一步研究G蛋白相关的抗逆信号途径提供了线索。

作科所与西北农林科技大学联合培养博士研究生徐东北为本文第一作者,转基因技术及应用创新团队的陈明研究员和马有志研究员为共同通讯作者。该项研究得到了国家转基因生物新品种培育重大专项、中国农科院科技创新工程、国家自然科学基金等项目资助。

本文链接:http://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(17)30234-4

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