版納植物園發(fā)現(xiàn)DELLA-ICE1-ABI5轉錄復合物調控植物ABA激素信號轉導及種子萌發(fā)機制----中國科學院

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關鍵核心技術，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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版納植物園發(fā)現(xiàn)DELLA-ICE1-ABI5轉錄復合物
調控植物ABA激素信號轉導及種子萌發(fā)機制

2019-05-16 西雙版納熱帶植物園

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　　中國科學院西雙版納熱帶植物園植物環(huán)境適應性研究組和植物分子生物學研究組合作研究發(fā)現(xiàn)，ABI5蛋白能與低溫響應的轉錄因子ICE1相互作用形成復合物。ICE1基因在干種子中強表達，并受ABA激素的誘導。當ICE1功能缺失以后，ice1突變體對ABA更加敏感，表現(xiàn)為萌發(fā)率低；相反的是，當ICE1高表達以后，植物對ABA抗性增強，表現(xiàn)為萌發(fā)率高。進一步研究表明，一些ABA響應基因（如EM6和EM1）的表達量在ice1突變體內顯著增強，且ICE1蛋白可以直接結合到EM6和EM1基因啟動子上，并抑制它們的轉錄水平。遺傳分析發(fā)現(xiàn)，ICE1負調控ABA信號轉導過程依賴于ABI5轉錄因子。進一步原生質體實驗分析發(fā)現(xiàn)，ICE1可拮抗ABI5調控下游ABA響應基因的表達。此外，體外和體內實驗進一步證明，ICE1能與赤霉素信號途徑中的關鍵抑制子DELLA蛋白發(fā)生相互作用。DELLA蛋白可抑制ICE1的轉錄功能以及ICE1對ABI5的調控效應。綜上所述，ICE1轉錄因子可與ABI5和DELLA蛋白相互作用形成轉錄復合物，從而精密調控ABA信號轉導及種子萌發(fā)過程。

　　相關研究結果近期以The Transcription Factor INDUCER OF CBF EXPRESSION1 Interacts with ABSCISIC ACID INSENSITIVE5 and DELLA Proteins to Fine-tune Abscisic Acid Signaling during Seed Germination in Arabidopsis 為題在植物學期刊Plant Cell 上在線發(fā)表，胡彥如、韓笑和楊米連（碩士研究生）為該文共同第一作者，研究員胡彥如、余迪求為該文的共同通訊作者。

　　論文鏈接

ICE1與ABI5和DELLA蛋白互作調控ABA信號轉導及種子萌發(fā)

　　種子萌發(fā)是開花植物生活史中的一個關鍵階段，受到植物體內多種信號物質和外界環(huán)境因子的精密調控。植物種子只有在適宜的環(huán)境條件下萌發(fā)，才有可能發(fā)育成正常的植株。各種不利環(huán)境因子可誘導植物合成脫落酸激素（Abscisic acid，ABA），從而抑制種子萌發(fā)和萌發(fā)后生長發(fā)育。前人研究表明，ABI5轉錄因子是ABA信號轉導途徑中的核心調控蛋白之一，當它功能缺失以后，植物種子萌發(fā)過程對ABA不敏感，表現(xiàn)為萌發(fā)率高。然而，ABI5轉錄因子調控ABA信號轉導及種子萌發(fā)的信號網(wǎng)絡及分子機理仍需深入研究。
　　中國科學院西雙版納熱帶植物園植物環(huán)境適應性研究組和植物分子生物學研究組合作研究發(fā)現(xiàn)，ABI5蛋白能與低溫響應的轉錄因子ICE1相互作用形成復合物。ICE1基因在干種子中強表達，并受ABA激素的誘導。當ICE1功能缺失以后，ice1突變體對ABA更加敏感，表現(xiàn)為萌發(fā)率低；相反的是，當ICE1高表達以后，植物對ABA抗性增強，表現(xiàn)為萌發(fā)率高。進一步研究表明，一些ABA響應基因（如EM6和EM1）的表達量在ice1突變體內顯著增強，且ICE1蛋白可以直接結合到EM6和EM1基因啟動子上，并抑制它們的轉錄水平。遺傳分析發(fā)現(xiàn)，ICE1負調控ABA信號轉導過程依賴于ABI5轉錄因子。進一步原生質體實驗分析發(fā)現(xiàn)，ICE1可拮抗ABI5調控下游ABA響應基因的表達。此外，體外和體內實驗進一步證明，ICE1能與赤霉素信號途徑中的關鍵抑制子DELLA蛋白發(fā)生相互作用。DELLA蛋白可抑制ICE1的轉錄功能以及ICE1對ABI5的調控效應。綜上所述，ICE1轉錄因子可與ABI5和DELLA蛋白相互作用形成轉錄復合物，從而精密調控ABA信號轉導及種子萌發(fā)過程。
　　相關研究結果近期以The Transcription Factor INDUCER OF CBF EXPRESSION1 Interacts with ABSCISIC ACID INSENSITIVE5 and DELLA Proteins to Fine-tune Abscisic Acid Signaling during Seed Germination in Arabidopsis 為題在植物學期刊Plant Cell 上在線發(fā)表，胡彥如、韓笑和楊米連（碩士研究生）為該文共同第一作者，研究員胡彥如、余迪求為該文的共同通訊作者。
　　論文鏈接

ICE1與ABI5和DELLA蛋白互作調控ABA信號轉導及種子萌發(fā)

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