植物(wù)煙霧探測器演變爲激素傳感器

一(yī)項新的研究表明，最初進化爲檢測煙霧的植物(wù)分(fēn)子如何适應豌豆植物(wù)的激素傳感器。這對農作物(wù)和綠化具有廣泛的影響。

野火(huǒ)是毀滅性的，但它們也可以通過清除現有植被并讓新植物(wù)生(shēng)長來帶來新的生(shēng)命。火(huǒ)災多發地區的許多植物(wù)實際上需要暴露在火(huǒ)中(zhōng)才能使其種子發芽。在過去(qù)的十年中(zhōng)，科學家們發現了一(yī)種古老的受體(tǐ)蛋白(bái)，它可以檢測燃燒植物(wù)材料産生(shēng)的煙霧中(zhōng)稱爲 karrikins 的分(fēn)子。這種名爲 KAI2 的“煙霧探測器”蛋白(bái)打開(kāi)了加速種子發芽的分(fēn)子信号。

奇怪的是，KAI2 蛋白(bái)也存在于不生(shēng)活在火(huǒ)區的各種植物(wù)中(zhōng)。現在，由 Nitzan Shabek 教授和加州大(dà)學戴維斯分(fēn)校 Shabek 植物(wù)生(shēng)物(wù)學系研究生(shēng) Angelica Guercio 領導的一(yī)組研究人員(yuán)揭示了豌豆植物(wù)中(zhōng)的這些受體(tǐ)，表明它們在感知(zhī)植物(wù)生(shēng)長激素方面也發揮了作用。職務。這項工(gōng)作于 2 月 11 日發表在 Communications Biology 上。

研究人員(yuán)之所以研究豌豆，是因爲它們屬于豆科植物(wù)，豆科植物(wù)是最大(dà)的開(kāi)花植物(wù)科之一(yī)，其中(zhōng)包括幾種作物(wù)。豆類有能力通過與微生(shēng)物(wù)共生(shēng)來“固定”空氣中(zhōng)的氮。

他們發現原始的KAI2基因在豆科植物(wù)進化的早期就被複制，産生(shēng)了兩個基因，KAI2A和KAI2B。利用遺傳學、生(shēng)物(wù)化學和蛋白(bái)質晶體(tǐ)學中(zhōng)的各種先進技術，他們發現這兩種受體(tǐ)對不同的配體(tǐ)有反應，而 KAI2B 具有特定的範圍廣泛，包括一(yī)類新興的植物(wù)激素，稱爲獨腳金内酯。利用結構生(shēng)物(wù)學，他們還能夠以原子分(fēn)辨率識别 KAI2 酶與獨腳金内酯分(fēn)子反應的新催化中(zhōng)間體(tǐ)。

“與我(wǒ)(wǒ)們的合作者一(yī)起，我(wǒ)(wǒ)們能夠将我(wǒ)(wǒ)們從 KAI2 受體(tǐ)的原子結構和質譜檢測中(zhōng)的發現與植物(wù)實驗相結合，以揭示這些受體(tǐ)在進化過程中(zhōng)是如何進化的，不僅可以感知(zhī)激素，而且它們可以被準确地催化，”沙貝克說。

獨腳金内酯作爲植物(wù)激素

衆所周知(zhī)，Strigolides 會影響植物(wù)的多個過程，包括根和芽的生(shēng)長，以及根網絡如何響應土壤中(zhōng)的真菌和微生(shēng)物(wù)。通過這項新工(gōng)作，該團隊能夠更好地了解神秘的 karrikin 信号通路及其受體(tǐ)在非火(huǒ)相關植物(wù)中(zhōng)的作用。 Shabek 說，該領域對豆類農業系統和糧食生(shēng)産以及整個綠色植物(wù)群具有深遠的影響。

這項工(gōng)作是與法國巴黎薩克萊凡爾賽大(dà)學的 Alexandre de Saint Germaine、Catherine Rameau 和 François-Didier Boyer 以及德國慕尼黑大(dà)學的 Caroline Gutjahr 正在進行的合作的一(yī)部分(fēn)。該論文的其他作者是：Salar Torabi David Cornu、Marion Dalmais、Abdelhafid Bendahmane、Christine Le Signor、Jean-Paul Pillot 和 Philippe勒布裏斯。