植物究竟是如何根據(jù)環(huán)境的改變來(lái)調(diào)節(jié)自身生長(zhǎng)快慢的?近日，這一天然法則背后的重要“開關(guān)”被湖南大學(xué)生物學(xué)院于峰課題組找到。研究人員繪制出了存在于植物體內(nèi)的受體激酶FERONIA的“調(diào)控線路圖”——身處逆境，使植物進(jìn)入“休眠”模式，暫緩生長(zhǎng)，用更多能量來(lái)抵抗環(huán)境中的不利因素;反之，則開啟“成長(zhǎng)”模式。相關(guān)成果8月26日以長(zhǎng)篇論文形式在線發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》。

　　科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在不利于生長(zhǎng)的情況下，植物會(huì)產(chǎn)生一種抑制生長(zhǎng)的激素——脫落酸(ABA)，俗稱“休眠素”，但對(duì)其背后的原理并不十分清楚。近年來(lái)，受體激酶FERONIA作為植物科研界的“明星分子”，其對(duì)植物細(xì)胞生長(zhǎng)的重要調(diào)節(jié)作用已引起科研界密切關(guān)注，但其內(nèi)部工作機(jī)制卻尚未被完全揭開。

　　于峰小組很早將注意力瞄準(zhǔn)FERONIA。2012年他們發(fā)現(xiàn)，在正常生長(zhǎng)條件下，F(xiàn)ERONIA可通過(guò)小G蛋白信號(hào)途徑，激活磷酸酶AB12，從而阻礙脫落酸發(fā)出抑制生長(zhǎng)的信號(hào)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)存在與之對(duì)應(yīng)的負(fù)反饋機(jī)制：在病蟲害等逆境條件下，脫落酸的含量升高，抑制磷酸酶AB12，并釋放FERONIA的激酶活性，從而“關(guān)閉”植物的生長(zhǎng)“開關(guān)”——RALF多肽信號(hào)。

　　于峰小組據(jù)此證實(shí)，正是FERONIA介導(dǎo)了脫落酸與RALF多肽信號(hào)之間的交叉“會(huì)話”，并最終調(diào)節(jié)植物在逆境等環(huán)境下的生長(zhǎng)速率。他們率先提出了上述 “會(huì)話”模型：在正常生長(zhǎng)條件下，調(diào)控植物生長(zhǎng)的RALF多肽信號(hào)通過(guò)其受體FERONIA抑制脫落酸信號(hào)，從而降低逆境應(yīng)答反應(yīng)，使植物加速生長(zhǎng);而在逆境(如鹽、溫度、病蟲害等)條件下，脫落酸含量升高并抑制磷酸酶AB12活性從而上調(diào)RALF信號(hào)響應(yīng)，使植物逆境應(yīng)答增強(qiáng)，生長(zhǎng)速率減緩，最終生存能力得到增強(qiáng)。

　　于峰介紹，研究小組正將這一基礎(chǔ)理論發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化到對(duì)水稻等主要農(nóng)作物的應(yīng)用研究中，用以調(diào)控水稻的生長(zhǎng)，以獲得更加質(zhì)優(yōu)的大米。

圖片來(lái)源：找項(xiàng)目網(wǎng)