Cell子刊点评植物抗逆机制

来源：生物通   发布者：亦云   日期：2015-02-15  

低温冷害使许多植物生存受到严重危害，全球每年因低温冷害造成的农作物损失高达数千亿元，研究并提高植物抗寒能力具有重要的理论意义和现实意义。ICE1在植物抗低温作用机制中扮演了重要的角色，近期一研究组发现这种基因能促进拟南芥的抗冻能力，这一研究成果公布在Developmental Cell杂志上。 同期来自中科院上海生命科学研究院，上海植物逆境生物学研究中心的几位研究人员对这一成果进行了点评，指出，低温能触发植物内ICE1-CBF-COR的级联反应过程，从而提高基因表达，促进植物的抗冻性。作者指出，这项研究发现了低温胁迫能激活蛋白激酶OST1 磷酸化，稳定和刺激ICE1。 随着人口的增长和耕地面积的不断减少，提高作物的产量越来越受到人们的广泛关注，而气候条件是影响作物产量的重要因素之一。冷害一直制约着作物产量的提高，较为严重的冷害甚至造成作物绝产，如果能培育出抗寒作物品种，就可能延长作物的生育期，也会抵御骤然低温对作物造成的不良影响，对提高作物的产量有着非常重要的意义。因此,培育抗寒的作物品种无疑是一种最佳的选择。 在这项研究中，研究人员发现ABA信号通路中的一个著名Ser/Thr蛋白激酶OST1在CBF上游起作用，正调控植物的抗冻能力。ost1突变株对寒冷高度敏感，而过表达OST1能增强转基因植物的抗冻能力。进一步研究显示，OST1能与CBF通路中的转录因子ICE1和E3泛素连接酶HOS1相互作用。低温激活的OST1会使ICE1磷酸化，增强其稳定性和转录活性。同时，OST1还能干扰HOS1和ICE1的互作，抑制低温胁迫时HOS1介导的ICE1降解。 此前也有研究表明，植物的某些细胞经历几个阶段的分裂才会形成气孔，而与ICE1结构相似的一种基因在植物气孔形成过程中可能也发挥了相同作用。这一表明这种基因未来可能有助于培养今后培育能耐受环境变化的农作物。

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