陜西省雜交油菜研究中心油菜分子設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)與西北農(nóng)林科技大學(xué)王曉峰教授團(tuán)隊(duì)合作在研究油菜素內(nèi)酯受體StBRI1促進(jìn)馬鈴薯塊莖發(fā)育的分子機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展，可促進(jìn)細(xì)胞發(fā)展和塊莖發(fā)育，從而提高塊莖產(chǎn)量。

該論文“Brassinosteroid Receptor StBRI1 Promotes Tuber Development by Enhancing Plasma Membrane H+-ATPase Activity in Potato” ，近日在線發(fā)表于植物學(xué)頂尖研究期刊《The Plant Cell》（影響因子11.6）上，該研究揭示了BR信號(hào)通過(guò)StBRI1-PM H+-ATPase（PHA2）分子模塊調(diào)控馬鈴薯塊莖形成的分子機(jī)制。

陜西省雜交油菜研究中心副研究員黃淑華為并列第一作者，張彥鋒研究員為共同作者，王曉峰教授為通訊作者，陜西省雜交油菜研究中心為并列第一作者單位。

植物激素油菜素內(nèi)酯（BRs）廣泛存在于各類(lèi)植物組織中，其關(guān)鍵作用體現(xiàn)在調(diào)節(jié)細(xì)胞的擴(kuò)展與分化過(guò)程以及種子形成等多個(gè)方面。BRI1是油菜素內(nèi)酯（BRs）的核心受體，它不僅是植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)，更具備直接感知BRs并相應(yīng)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)與發(fā)育的能力。目前關(guān)于BR信號(hào)如何調(diào)節(jié)PM H+-ATPase磷酸化水平的具體成分知之甚少，也缺乏足夠的證據(jù)來(lái)證實(shí)BRI1是否通過(guò)磷酸化修飾精確調(diào)節(jié)PM H+-ATPase的活性。

該團(tuán)隊(duì)的最新研究發(fā)現(xiàn)，StBRI1通過(guò)與PM H+-ATPase PHA2的C末端相互作用，抑制PHA2 C端與PHA2中央環(huán)之間的分子內(nèi)互作，減弱了PM H+-ATPase活性的自抑制，導(dǎo)致PHA2活性增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，活化的StBRI1通過(guò)磷酸化質(zhì)子泵C末端的倒數(shù)第二個(gè)Thr-951殘基抑制其內(nèi)部分子間互作，導(dǎo)致質(zhì)子泵被激活，促進(jìn)了BR介導(dǎo)的細(xì)胞擴(kuò)展和塊莖發(fā)育，從而提高塊莖產(chǎn)量。研究結(jié)果為通過(guò)基于細(xì)胞表面BR信號(hào)通路的策略來(lái)改善作物生長(zhǎng)和增加產(chǎn)量奠定了理論基礎(chǔ)。

該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae164

農(nóng)業(yè)科技報(bào)·中國(guó)農(nóng)科新聞網(wǎng)記者 耿蘇強(qiáng)