生物學院郭新紅教授團隊在植物凝集素類受體激酶調控種子產量方面取得重要進展

選調生

陝西青年創業促進中心官方帳號,文化領域創作者

5月22日，Plant Physiology在線發表了湖南大學生物學院郭新紅課題組題為“Lectin receptor-like kinase LecRK-VIII.2 is a missing link in MAPK signaling-mediated yield control”的研究論文，揭示了擬南芥凝集素類受體激酶LecRK-VIII.2作用於MAPK信號轉導途徑上遊，參與調控包括角果數量、種子大小和數量在內的產量相關性狀，並通過協調源庫關系，促進根、莖、葉的生長，在作物改良方面具有重要的潛在利用價值。

營養生長和生殖生長的能量分配受發育信號和環境因素的調控，隨後會影響種子產量，而種子大小和數量之間的權衡是植物產量相關性狀研究的重要問題之一。但是，植物如何感知並轉導胞外信號以及如何協調產量相關的性狀，以調控源庫關系變化的分子機制仍是未知的。類受體激酶（RLK）被認為是介導各種環境因素、激素信號和脅迫響應的感應因子。擬南芥基因組共編碼600多個RLKs，其中包含75個凝集素類受體激酶（LecRKs），可分為C型、G型和L型三類，存在豆類-凝集素蛋白樣胞外結構域，並可作為胞外受體發揮功能。

本研究推測LecRKs可能通過介導細胞內外之間的細胞活動來協調植物能量分配以及調控與產量相關的性狀。為此，對擬南芥LecRKs家族所有75個成員進行表達分析發現，LecRK-VIII.2在發育的種子和花中高量表達。GUS活性檢測表明，LecRK-VIII.2可能在種子生長和發育過程中發揮重要作用。花器官發育也與產量相關性狀緊密相關，由此進行檢測發現，LecRK-VIII.2正調控單個雌蕊的雌蕊長度和胚珠數目，進而直接影響角果長度和種子數量。另外，LecRK-VIII.2還可促進種子中貯藏蛋白和糖類的積累。

綜上表明，LecRK-VIII.2是調控種子產量和源庫關系的特異性RLK蛋白。對LecRK-VIII.2-MPK6信號通路中的配體和新成分進行深入研究將有助於闡明能量分配和促進作物改良的調控機制。

湖南大學博士生肖文君，清華大學博士後胡帥為本論文的共同第一作者。郭新紅教授和姚瑞楓教授為該論文的通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、湖南省重點研發項目和國家教育部科技計劃項目的資助與支持。

來源：生物院

：郭新紅

實習編輯：李辛茹

責任編輯：餘楚倩

作者/來源：湖南大學

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