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植物烟雾探测器演变为激素传感器
来源:赛斯维传感器网 发表于 2022/2/24

一项新的研究表明,进化为检测烟雾的植物分子如何被改编为豌豆植物的激素j9国际站|(集团)点击登录-j9九游会·(中国)真人游戏第一品牌。这对农作物和绿色植物具有广泛的影响。


野火是毁灭性的,但它们也可以通过清除现有植被并让新植物长出来带来新的生命。火灾多发地区的许多植物实际上需要暴露在火中才能使种子发芽。在过去的十年中,科学家们发现了一种古老的受体蛋白,它可以检测燃烧植物材料产生的烟雾中称为 karrikins 的分子。这种名为 kai2 的“烟雾探测器”蛋白启动分子信号,加速种子发芽。


奇怪的是,kai2 蛋白也出现在各种不生活在火区的植物物种中。现在,由 nitzan shabek 教授和加州大学戴维斯分校植物生物学系 shabek 的研究生 angelica guercio 领导的一组研究人员揭示了豌豆植物中的这些受体,表明它们在感知植物中的生长激素方面也发挥了作用。这项工作于 2 月 11 日发表在communications biology上。


研究人员之所以研究豌豆,是因为它们属于豆科植物,豆科植物是开花植物科之一,包括几种农作物。豆类有能力通过与微生物共生来“固定”空气中的氮。


他们发现原始的 kai2 基因在豆科植物进化的早期就被复制,产生了两个基因,kai2a 和 kai2b。他们使用遗传学、生物化学和蛋白质晶体学的各种先进技术,发现这两种受体对不同的配体有反应,其中 kai2b 具有特别广泛的范围,包括一类新兴的植物激素,称为独脚金内酯。利用结构生物学,他们还能够以原子分辨率确定 kai2 酶与独脚金内酯分子反应的新催化中间体。


“与我们的合作者一起,我们能够将我们从 kai2 受体的原子结构和质谱检测中获得的发现与植物实验相结合,以揭示这些受体在进化过程中如何分化,不仅可以感知激素,还可以准确地催化它们, ”沙贝克说。


独脚金内酯作为植物激素


众所周知,独脚金内酯会影响植物的多种过程,包括根和芽的生长,以及根网络如何对土壤中的真菌和微生物作出反应。通过这项新工作,该团队能够更好地了解神秘的 karrikin 信号通路及其受体在非火相关植物中的作用。shabek 说,这一领域对豆科植物的农业系统和粮食生产具有深远的影响,并且对整个绿色植物群也有影响。


这项工作是与法国凡尔赛巴黎萨克雷大学的 alexandre de saint germaine、catherine rameau 和 fran?ois-didier boyer 以及德国慕尼黑大学的 caroline gutjahr 正在进行的合作的一部分。该论文的其他作者是:salar torabi david cornu、marion dalmais、abdelhafid bendahmane、christine le signor、jean-paul pillot 和 philippe le bris。


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