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【科研新进展】(24)生命学院两团队科研取得新进展

郁飞教授团队在植物叶绿体生物学研究取得新进展

  近日,我校生命科学学院郁飞教授团队通过对拟南芥的深入研究,在植物叶绿体生物学研究中取得突破性进展,并于国际植物科学期刊《Plant Physiology》在线发表文章《Chloroplast translation initiation factors regulate leaf variegation and development》,团队博士生郑梦迪和青年教师刘夏燕为论文共同第一作者,郁飞教授为通讯作者。

  叶绿体是植物进行光合作用和合成多种重要代谢物的细胞器,其正常发育需要细胞核基因组和叶绿体基因组的协同作用,即“细胞核-叶绿体”正向信号和“叶绿体-细胞核”逆向信号的共同调控。近年来,“叶绿体-细胞核”逆向信号途径已成为叶绿体生物学研究的一个热点方向,但对于叶绿体的功能和发育状态如何影响叶片和植物发育还知之甚少,郁飞教授团队通过对拟南芥叶片花斑突变体var2逆转基因SVR9的相关研究在这一方向取得新进展。

  郁飞团队研究发现,SVR9及其同源基因SVR9L1编码两个功能冗余的叶绿体翻译起始因子IF3,同时也参与var2介导的叶片花斑的形成。研究人员通过对不同组合的SVR9、SVR9L1以及var2突变体的遗传互作分析,证明不同功能状态的叶绿体对var2活性的阈值要求不同,这一发现为VAR2/FtsH2调控叶绿体发育的阈值模型提供了直接证据。该研究还发现IF3的功能对叶绿体发育和植物发育不可或缺,IF3功能缺失逆向影响植物激素生长素的稳态分布,并影响叶脉形成、叶边缘形态等生长素调控的叶片发育过程,这些研究结果进一步丰富了“叶绿体-细胞核”逆向信号途径,在一定程度上弥补了这一调控路径的空缺。

  该项研究已获得国家自然科学基金、旱区作物逆境生物学国家重点实验室和西北农林科技大学青年英才培养计划的资助。

刘杰副教授在小麦条锈菌致病机制研究领域取得新进展

  近日,我校生命学院在小麦条锈菌致病机制研究领域关于病菌抵御寄主防卫反应的分子机理研究取得新进展,研究论文“An extracellular Zn-only superoxide dismutase from Puccinia striiformis confers enhanced resistance to host-derived oxidative stress”在国际微生物学期刊 《Environmental Microbiology》(IF:5.932)在线发表。刘杰副教授为论文第一作者,康振生教授为通讯作者。

  寄主与病菌互作过程中经常伴随着活性氧的迸发,有效清除寄主来源的活性氧是病原菌侵染寄主并与之建立寄生关系的基础,然而,对于病原菌如何抵御寄主来源活性氧的分子机制目前尚不清楚。

  研究发现,条锈菌在侵染小麦过程中能分泌一个Zn-only过氧化物歧化酶到小麦胞间液中清除积累的活性氧以利于条锈菌的侵染。该基因的下调表达能够导致活性氧明显积累,同时使小麦条锈菌在菌丝发育和产孢受到限制,从而证明其在条锈菌侵染过程中的关键作用。该研究揭示了病原菌保护自身免于寄主来源的活性氧压力的分子机制。

  该项研究得到国家973计划项目,教育部科学技术重大项目及国家自然科学基金重点项目支持。

  原文链接:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27399209

编辑:王学锋

终审:薛建鹏