湖南大学找到植物生长快慢“调节开关”

 

成天软件讯（记者 成舸 通讯员 李妍蓉）植物究竟是如何根据环境的改变来调节自身生长快慢的？近日，这一天然法则背后的重要“开关”被湖南大学生物学院于峰课题组找到。研究人员绘制出了存在于植物体内的受体激酶FERONIA的“调控线路图”——身处逆境，使植物进入“休眠”模式，暂缓生长，用更多能量来抵抗环境中的不利因素；反之，则开启“成长”模式。相关成果8月26日以长篇论文形式在线发表于《美国科学院院刊》。

科学家已经发现，在不利于生长的情况下，植物会产生一种抑制生长的激素——脱落酸（ABA），俗称“休眠素”，但对其背后的原理并不十分清楚。近年来，受体激酶FERONIA作为植物科研界的“明星分子”，其对植物细胞生长的重要调节作用已引起科研界密切关注，但其内部工作机制却尚未被完全揭开。

于峰小组很早将注意力瞄准FERONIA。2012年他们发现，在正常生长条件下，FERONIA可通过小G蛋白信号途径，激活磷酸酶AB12，从而阻碍脱落酸发出抑制生长的信号。进一步研究发现存在与之对应的负反馈机制：在病虫害等逆境条件下，脱落酸的含量升高，抑制磷酸酶AB12，并释放FERONIA的激酶活性，从而“关闭”植物的生长“开关”——RALF多肽信号。

于峰小组据此证实，正是FERONIA介导了脱落酸与RALF多肽信号之间的交叉“会话”，并最终调节植物在逆境等环境下的生长速率。他们率先提出了上述 “会话”模型：在正常生长条件下，调控植物生长的RALF多肽信号通过其受体FERONIA抑制脱落酸信号，从而降低逆境应答反应，使植物加速生长；而在逆境（如盐、温度、病虫害等）条件下，脱落酸含量升高并抑制磷酸酶AB12活性从而上调RALF信号响应，使植物逆境应答增强，生长速率减缓，最终生存能力得到增强。

于峰介绍，研究小组正将这一基础理论发现，转化到对水稻等主要农作物的应用研究中，用以调控水稻的生长，以获得更加质优的大米。