植物究竟是如何根據(jù)環(huán)境的改變來調(diào)節(jié)自身生長快慢的?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，使植物進入“休眠”模式，暫緩生長，用更多能量來抵抗環(huán)境中的不利因素;反之，則開啟“成長”模式。相關(guān)成果8月26日以長篇論文形式在線發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》。

　　科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在不利于生長的情況下，植物會產(chǎn)生一種抑制生長的激素——脫落酸(ABA)，俗稱“休眠素”，但對其背后的原理并不十分清楚。近年來，受體激酶FERONIA作為植物科研界的“明星分子”，其對植物細(xì)胞生長的重要調(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)，在正常生長條件下，F(xiàn)ERONIA可通過小G蛋白信號途徑，激活磷酸酶AB12，從而阻礙脫落酸發(fā)出抑制生長的信號。進一步研究發(fā)現(xiàn)存在與之對應(yīng)的負(fù)反饋機制：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“開關(guān)”——RALF多肽信號。

　　于峰小組據(jù)此證實，正是FERONIA介導(dǎo)了脫落酸與RALF多肽信號之間的交叉“會話”，并最終調(diào)節(jié)植物在逆境等環(huán)境下的生長速率。他們率先提出了上述 “會話”模型：在正常生長條件下，調(diào)控植物生長的RALF多肽信號通過其受體FERONIA抑制脫落酸信號，從而降低逆境應(yīng)答反應(yīng)，使植物加速生長;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信號響應(yīng)，使植物逆境應(yīng)答增強，生長速率減緩，最終生存能力得到增強。

　　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，以獲得更加質(zhì)優(yōu)的大米。

圖片來源：找項目網(wǎng)