中國科學(xué)院植物研究所胡玉新教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員最近報(bào)道，種子植物中的擬南芥羧酸酯酶15(AtCXE15)及其直系同源物是植物激素獨(dú)腳金內(nèi)酯(SLs)的高效水解酶。這一發(fā)現(xiàn)揭示了植物中 SL 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的催化機(jī)制。
相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然植物》。
SLs 是一類類胡蘿卜素衍生的植物激素，在調(diào)節(jié)植物枝條分枝、植物-真菌共生和寄生雜草的萌發(fā)中起關(guān)鍵作用。最近的研究概述了 SLs 的生物合成和信號(hào)通路，但是，植物中內(nèi)源性 SLs 的分解代謝或失活在很大程度上仍不清楚。
在這項(xiàng)研究中，研究人員表明，擬南芥中 AtCXE15 的過表達(dá)通過抑制 SL 抑制的腋芽生長促進(jìn)枝條分枝。同時(shí)，他們證明 AtCXE15 可以在 體外和植物體內(nèi)結(jié)合并有效水解多種 SL 。
此外，他們還證明，來自少數(shù)雙子葉植物、單子葉植物和裸子植物的推定 AtCXE15 直向同源物，但不是來自苔蘚植物，可以有效降解 SL 類似物，表明這種 CXE15 依賴的 SL 分解代謝在種子植物中進(jìn)化保守。
有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)AtCXE15對(duì) SL 和各種環(huán)境刺激高度敏感。這意味著 CXE15 介導(dǎo)的 SL 分解代謝可能是 SL 梯度的調(diào)節(jié)機(jī)制，從而在不斷變化的環(huán)境下塑造植物結(jié)構(gòu)。
該研究的通訊作者胡教授說：“由于植物中的內(nèi)源 SL 梯度對(duì)于確定腋芽長出和枝條至關(guān)重要，因此對(duì)內(nèi)源 SL 和信號(hào)的操縱將是提高作物生產(chǎn)力和恢復(fù)力的一種方法。”
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