研究人員揭示植物激素獨腳金內(nèi)酯的分解代謝調(diào)節(jié)

中國科學院植物研究所胡玉新教授領導的研究人員最近報道，種子植物中的擬南芥羧酸酯酶15(AtCXE15)及其直系同源物是植物激素獨腳金內(nèi)酯(SLs)的高效水解酶。這一發(fā)現(xiàn)揭示了植物中 SL 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的催化機制。

相關成果在線發(fā)表于《自然植物》。

SLs 是一類類胡蘿卜素衍生的植物激素，在調(diào)節(jié)植物枝條分枝、植物-真菌共生和寄生雜草的萌發(fā)中起關鍵作用。最近的研究概述了 SLs 的生物合成和信號通路，但是，植物中內(nèi)源性 SLs 的分解代謝或失活在很大程度上仍不清楚。

在這項研究中，研究人員表明，擬南芥中 AtCXE15 的過表達通過抑制 SL 抑制的腋芽生長促進枝條分枝。同時，他們證明 AtCXE15 可以在 體外和植物體內(nèi)結合并有效水解多種 SL 。

此外，他們還證明，來自少數(shù)雙子葉植物、單子葉植物和裸子植物的推定 AtCXE15 直向同源物，但不是來自苔蘚植物，可以有效降解 SL 類似物，表明這種 CXE15 依賴的 SL 分解代謝在種子植物中進化保守。

有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)AtCXE15對 SL 和各種環(huán)境刺激高度敏感。這意味著 CXE15 介導的 SL 分解代謝可能是 SL 梯度的調(diào)節(jié)機制，從而在不斷變化的環(huán)境下塑造植物結構。

該研究的通訊作者胡教授說：“由于植物中的內(nèi)源 SL 梯度對于確定腋芽長出和枝條至關重要，因此對內(nèi)源 SL 和信號的操縱將是提高作物生產(chǎn)力和恢復力的一種方法。”

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