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  • 華南植物園在植物甾醇與植物激素油菜素甾醇合成方面取得進展

    【字體: 時間:2022年09月20日 來源:中國科學院華南植物園

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      該研究已于 2015 年發表于國際著名學術期刊 New Phytologist ( IF2021= 10.323 )上

      

        植物甾醇(sterol)不僅是細胞膜的重要結構成分,也是植物激素油菜素甾醇(BR)生物合成的前體,還可作為信號分子參與調節植物發育過程。CYP51是細胞色素P450家族中獨特一員,是參與植物甾醇合成過程的重要限速酶,被認為是在細菌、真菌、動物以及植物中最為保守和古老的基因家族之一,在動植物生長發育與逆境響應中起著重要調控作用。CYP51編碼了鈍葉醇14α-去甲基化酶,在真菌中該酶是三唑類殺菌劑的主要靶標位點,關于CYP51家族基因對植物生長發育的研究非常少。

        中科院華南植物園作物營養高效與分子育種研究組近年來對水稻CYP51家族基因成員的功能進行了系統的研究。前期發現OsCYP51G3osa-miR1848的靶基因,二者調控了水稻甾醇和BRs合成,參與了水稻結實及對干旱和鹽脅迫的響應。該研究已于2015年發表于國際著名學術期刊New PhytologistIF2021= 10.323)上。隨后,發現OsCYP51G1僅參與了植物甾醇的合成,但不影響BR的合成,OsCYP51G1能夠影響水稻花粉和種子的發育進而影響水稻產量。該部分研究已于2020年發表于國際學術期刊Biochemical and Biophysical Research CommunicationsIF2021= 3.320)上。

        單子葉植物還存在一個特有的CYP51H亞族,目前僅發現燕麥CYP51H10參與抗菌性化合物三萜糖苷avenacin A-1的合成(Mieko2012)。最近,我們的研究表明OsCYP51H3編碼鈍葉醇14α-去甲基化酶,參與植物甾醇和BRs合成,進而影響水稻種子、花粉等發育,而不參與三萜類抗菌化合物的合成。相關研究結果已近期在線發表于國際學術期刊Physiologia PlantarumIF2021= 5.081)上。華南植物園為第一單位和通訊作者單位,博士后焦正利為該論文第一作者,夏快飛和張明永研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院先導計劃和廣東省湛江市科技計劃基金的資助。論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.13764

    圖:水稻CYP51家族成員(OsCYP51G1/G3/H3)參與的植物甾醇及植物激素油菜素甾醇合成與功能示意圖

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