擬南芥MAX2調(diào)節(jié)植物抗旱及對(duì)ABA反應(yīng)的作用機(jī)制
11月6日，Plant Physiology（doi:10.1104/pp.113.226837）在線發(fā)表了中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所卜慶云實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)論文“Regulation of drought tolerance by the F-box protein MAX2 in Arabidopsis”，該文章報(bào)道了MAX2在介導(dǎo)植物抗旱及ABA反應(yīng)中的重要調(diào)節(jié)功能。
MAX2（More AXillary growth 2）是植物激素-獨(dú)腳金內(nèi)酯（Strigolacton）信號(hào)途徑的重要組分，其功能在擬南芥、水稻、矮牽牛中都被報(bào)道，除了影響?yīng)毮_金內(nèi)酯調(diào)控的植物分蘗表型外，還影響著植物的光形態(tài)建成、衰老等生長(zhǎng)發(fā)育的多個(gè)方面。但其在植物對(duì)非生物脅迫反應(yīng)中的功能還未見(jiàn)報(bào)道。
我們的研究發(fā)現(xiàn)，MAX2能正調(diào)控植物的抗旱反應(yīng)，表現(xiàn)為max2突變體對(duì)干旱非常敏感，失水速度快。深入研究表明，max2突變體在干旱條件下氣孔關(guān)閉慢； 表面蠟質(zhì)層較薄；ABA 合成、代謝、運(yùn)輸、信號(hào)傳導(dǎo)等途徑的基因在max2突變體表達(dá)量下降；植物對(duì)逆境脅迫反應(yīng)的基因等在max2突變體也下降。此外，MAX2負(fù)調(diào)控植物在萌發(fā)及萌發(fā)后的早期生長(zhǎng)階段對(duì)ABA的反應(yīng)， max2突變體在種子萌發(fā)、萌發(fā)后的子葉生長(zhǎng)、根的伸長(zhǎng)等對(duì)ABA超敏感，而且ABA調(diào)控的萌發(fā)階段基因在max2突變體表達(dá)量也增加。進(jìn)一步的研究表明，獨(dú)腳金內(nèi)酯途徑中，只有MAX2基因參與了植物對(duì)干旱及對(duì)ABA的反應(yīng)，其他組分MAX1、MAX3、MAX4都和野生型類似。說(shuō)明MAX2蛋白除了參與獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)途徑的傳導(dǎo)，還特異的在植物逆境脅迫反應(yīng)中起重要作用。
該文章得到了“國(guó)家自然科學(xué)基金”及“中科院大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”開(kāi)放課題的資助。中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所為第一研究單位。卜慶云為第一作者和共同通訊作者，2012級(jí)博士生呂天曉是并列第一作者，助理研究員王臻昱參與了部分工作。其他合作單位有美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)等。Plant Physiology為國(guó)際植物學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典期刊，近五年影響因子是7.084。
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