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宋士勇研究员课题组在FTIP蛋白家族参与植物生长发育和逆境胁迫响应的生理分子机制方面取得进展

编辑: 时间:2020-10-20 访问次数:1061

        随着纳米技术的迅猛发展,金属氧化物纳米颗粒(NPs)已被广泛用于日常生活的各个方面。然而,过度使用的金属氧化物NPs会通过施用农药和化肥等农业活动进入土壤环境中,对生态系统特别是植物的生长发育造成严重威胁。探索和解析植物尤其是作物应对金属氧化物NPs胁迫响应的生理和分子机制,对于保障我国粮食作物生产和安全具有重要的理论和实践意义。宋士勇研究员前期采用基因编辑、分子遗传学和细胞生物学等相关技术,深入研究FTIPFT-Interacting Protein家族蛋白调控水稻生长发育的分子机制,如揭示了OsFTIP7介导OSH1核质穿梭精准调控水稻花药开裂的分子机制(Song et. al., 2018, Nature Plants)。然而,该家族蛋白在金属氧化物NPs胁迫响应的生理分子机制尚未报道。近日,《Journal of Hazardous Materials》(影响因子9.0)在线发表了我所水稻玉米创新中心宋士勇课题组题为“OsFTIP7 determines metallic oxide nanoparticles response and tolerance by regulating auxin biosynthesis in rice”的研究论文。该研究表明水稻FTIP家族成员OsFTIP7通过调控生长素合成参与金属氧化物纳米颗粒胁迫响应。OsFTIP7的突变植株通过上调生长素生物合成基因的表达,提高水稻体内的生长素合成,从而降低了CuOZnONPs对幼苗的毒害作用。此外,IAA喷施处理的野生型水稻幼苗也具有抵抗CuOZnONPs胁迫的表型,为作物抵抗金属氧化物NPs胁迫提供了生理和分子依据。助理研究员蒋萌博士为该论文的第一作者。

        抽穗期(营养生长时间)决定了不同作物品种在不同区域的适应能力和产量,对抽穗期基因分子调控机制的研究对农业生产具有重要的理论指导意义。成花素在植物开花抽穗过程中扮演核心角色,如水稻中成花素缺失后将无法抽穗结实。宋士勇研究员日前证实了OsFTIP1蛋白和水稻成花素RFT1互作并协助RFT1从韧皮部的伴胞转运到筛管中,最终转移到顶端分生组织,调控水稻开花(Song et. al., 2017, The Plant Cell)。近日,课题组分离鉴定了莲的成花素转运蛋白NnFTIP1也可能参与莲成花素的运输和花期调控,表明了植物进化过程中可能是保守地选择了OsFTIP1介导的成花素转运途径。该研究以“The lotus NnFTIP1 and NnFT1 regulate flowering time in Arabidopsis”为题发表在Plant Science(影响因子3.6),中科院-浙大联合培养博士生张亮为该论文的第一作者。

上述研究分别得到浙江大学百人计划人才引进启动经费、浙江省领军型创新创业项目和中科院百人计划人才引进启动经费的资助。宋士勇研究员课题组近年来专注于蛋白转运系统和相关转录因子调控水稻等植物生长发育和逆境响应分子机制的基础和应用研究,相关工作已先后发表在Nature PlantsScience AdvancesThe Plant Cell等期刊上(详见个人主页:https://person.zju.edu.cn/0019056)。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123946

https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2020.110677