當面臨熱應激時，植物依靠及時激活細胞防御來感知溫度的升高。盡管科學家們對植物高溫脅迫信號轉(zhuǎn)導和耐熱性形成分子機制持續(xù)開展研究，但目前對高等植物感知熱信號的分子機制仍然較為有限。近日，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心、植物分子遺傳全國重點實驗室研發(fā)團隊在《Nature Plants》雜志發(fā)表了題為“A nitric oxide burst at the shoot apex triggers a heat-responsive pathway in Arabidopsis”的文章。
研究團隊利用活體成像、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析等技術，發(fā)現(xiàn)莖尖生長點是擬南芥感知高溫的器官，高溫誘導莖尖部位積累一氧化氮（NO），然后生成相對穩(wěn)定的NO活性分子S-亞硝基谷胱甘肽（S-Nitrosoglutathione，GSNO）。GSNO作為移動的信號分子，通過維管束從擬南芥的地上部位向根部傳遞，在整個植物體水平激發(fā)細胞的高溫響應和耐熱性建立。進一步研究表明，擬南芥關鍵熱激轉(zhuǎn)錄因子基因HsfA2啟動子存在保守的NO響應順式原件，HsfA2的高溫響應表達在轉(zhuǎn)錄因子GT-1突變體中被顯著抑制，GT-1的功能喪失破壞了HsfA2的激活和耐熱性，揭示了GT-1是承接GSNO信號并介導下游熱響應基因表達、啟動細胞高溫防衛(wèi)反應的關鍵因子。
該研究顛覆了前期對于“每個植物細胞均作為一個獨立單元，感知高溫脅迫并啟動細胞自身熱激反應”的植物耐熱性建成的認知，為作物抗高溫育種提供全新的思路和策略。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41477-022-01135-9
注：此研究成果摘自《Nature Plants》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。
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