科学家揭示生长素极性运输调控新机制—新闻—科学网

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  • 来源:中国科学院系统生物学重点实验室
中科院分子植物科学卓越创新中心/上海交通大学薛红卫课题组与奥地利科学家互助,在一项研究中分析了卵白激酶PDK1激酶调控生长素极性运输的分子机制。该研究结果克日揭晓于《自然 植物》。

恒久的固着生活使植物进化出了高度的生长发育可塑性,植物激素生长素通过极性运输在体内出现差池称漫衍,到场如胚胎发育、维管组织发育和植物分枝等差别生长发育历程的调控,生长素的漫衍还响应差别的情况信号,介导植物向性生长。生长素输出载体PIN家族卵白调控了生长素漫衍,到场多种生理运动的调治。

研究讲明PIN卵白定位及活性受到囊泡运输等调治,同时还存在卵白磷酸化等翻译后修饰, AGC家族成员PINOID、D6PK和PAX等通过磷酸化PIN调控其极性定位或活性。只管生化分析讲明PDK1可以磷酸化PINIOD,但其是否到场PIN介导的生长素极性运输仍不清楚。

研究人员通过系统的遗传分析发现拟南芥pdk1.1 pdk1.2双突变体体现出多方面的生长发育缺陷,包罗植株矮小、侧根缺失、子叶融合、叶脉不一连、黄化苗顶端弯钩不能闭合、向重力性削弱和向光性丧失等,使用生长素陈诉基因DR5rev::GFP和生长素向基性运输的直接测定讲明,pdk1.1 pdk1.2中生长素运输减慢。

细胞学视察讲明,PDK1.1和PDK1.2定位于细胞质和细胞膜上,在膜上出现显着的极性漫衍。生化分析讲明,PDK1.1和PDK1.2可以联合多种差别的磷脂分子,且这种联合对PDK1.1和PDK1.2的极性定位很是重要。遗传和生化分析讲明,PDK1.1和PDK1.2可以直接磷酸化并激活D6PK卵白激酶,D6PK进一步磷酸化并激活PIN介导的生长素极性运输,调控植物的生长发育历程。

该研究证明晰植物PDK1在细胞中的极性定位,分析了其磷酸化并激活AGC家族D6PK亚类卵白激酶、进而调控生长素极性运输的机制,为研究生长素作用机理以及生长素如何响应磷脂介导的情况信号提供了重要线索。

相关论文信息: https://doi.org/10.1038/s41477-020-0648-9

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