《茉莉素調控表皮毛髮育的分子機理》是依託清華大學，由齊天從擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：茉莉素調控表皮毛髮育的分子機理
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：齊天從
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表皮毛是植物地上組織表皮細胞分化出的特殊結構。表皮毛可以作為物理屏障，或分泌次級代謝產物抵禦病蟲侵害。表皮毛的發育和分布是植物生長發育到不同階段的標誌。芒刺等特化的表皮毛利於種子傳播，保護種子免受動物取食。研究表皮毛髮育機制具有重要的科學意義和套用價值。..植物激素茉莉素誘導植物表皮毛形成。我們的研究發現，茉莉素誘導JAZ蛋白降解，釋放WD-repeat/bHLH/MYB複合體，促進表皮毛形成。但還不清楚WD-repeat/bHLH/MYB複合體是否與其它蛋白互作調控茉莉素誘導的表皮毛形成。申請者擬篩選WD-repeat/bHLH/MYB複合體互作蛋白，以獲得茉莉素信號傳導通路新組分，深入揭示茉莉素誘導表皮毛形成的分子機理。該研究揭示的分子機制將有重要科學價值，對指導農業生產有重要意義。
結題摘要
表皮毛是植物地上組織表皮細胞分化出的特殊結構。表皮毛可以作為物理屏障，也可分泌次級代謝產物，以抵禦病蟲侵害。因此，研究表皮毛髮育的機制具有重要的科學意義和套用價值。我們先前的研究發現植物激素茉莉素能夠誘導植物表皮毛的形成：茉莉素能夠介導JAZ蛋白的降解，釋放出WD-repeat/bHLH/MYB複合體，從而促進表皮毛形成。但目前尚不清楚WD-repeat/bHLH/MYB複合體是否能與其它蛋白互作調控茉莉素介導的表皮毛形成。 我們該研究發現WD-repeat/bHLH/MYB複合體的bHLH因子及MYB因子與赤黴素信號通路中的關鍵抑制因子DELLA在酵母和植物體內互作。DELLA的C端與bHLH和MYB轉錄因子的N端互作。DELLA蛋白RGA和RGL2抑制bHLH轉錄因子GL3，EGL3和MYB轉錄因子GL1的轉錄活性。 進一步的生理研究顯示DELLA蛋白RGA和GAI等抑制表皮毛的形成。而赤黴素誘導DELLA的降解，釋放WD-repeat/bHLH/MYB複合體，促進表皮毛的形成。在赤黴素合成突變體ga1-3中，DELLA突變會恢復ga1-3的表皮毛形成，在此情況下突變GL3和EGL3則在此阻斷了表皮毛形成，表明GL3和EGL3在DELLA下游調控表皮毛形成。在ga1-3背景下，DELLA大量積累，在此條件下超表達EGL3和GL1則可以逃離DELLA的抑制，恢復ga1-3表皮毛的形成。 我們進一步探索了茉莉素與赤黴素互作調控表皮毛形成的機制。JAZ和DELLA蛋白協同抑制EGL3和GL1的轉錄活性。赤黴素和茉莉素分別誘導表皮毛形成，共同存在時協同促進表皮毛形成。茉莉素信號通路突變（如coi1-1）會阻斷赤黴素誘導的表皮毛形成，而赤黴素缺失也會阻斷茉莉素誘導的表皮毛形成。茉莉素和赤黴素對WD複合體的靶基因調控也有類似作用。 通過以上研究我們提出了茉莉素與赤黴素互作調控表皮毛形成的分子機理：DELLA和JAZ蛋白協同抑制WD複合體的功能，茉莉素和赤黴素分別誘導JAZ和DELLA降解，激活WD複合體，協同促進植物表皮毛形成。該研究深入揭示茉莉素與赤黴素互作誘導表皮毛形成的分子機制，具有重要科學價值,對指導農業生產具有重要參考價值。
