近日，中国农业大学科研工作再结新硕果，该校生物学院张大鹏教授的研究小组成功发现植物激素脱落酸(ABA)的一个受体ABAR。10月19日出版的《自然》杂志以主题论文(Article)的形式发表了该成果。
据介绍，生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸(ABA)等植物激素“五兄弟”一直是生命科学研究的热点。植物激素参与调控植物生长发育过程的几乎每一个方面，而ABA主要掌管植物气孔运动和种子发育：当植物处于干旱状态时，体内的ABA会自动增加，帮助叶面的气孔关闭，以控制水分散失，帮助植物战胜干旱；当果实中的种子发育到接近成熟时，从生理上已获得发芽能力，ABA会控制种子的休眠和萌发，使种子不会在植株上或恶劣的环境下发芽。
过去，科学家发现了一种ABA受体，认识了ABA对植物开花和侧根形成的控制。而对于控制植物种子发育、气孔和对干旱适应性的ABA受体却一直是个未知的谜团。张大鹏研究小组找到了答案，他们发现一种参与叶绿素生物合成的蛋白质也是一种ABA受体，并于最近完成了鉴定这种介导种子发育、幼苗生长和叶片气孔行为的ABA受体——ABAR。
张大鹏教授研究小组几年前提纯了一种ABA特异结合蛋白，命名为ABAR，并克隆了编码ABAR的基因。结果发现ABAR基因编码一个已知蛋白质，即定位于质体内的参与催化叶绿素合成和质体—核信号转导的蛋白质CHLH。他们在模式植物拟南芥中研究了ABAR/CHLH与ABA信号识别的关系。研究表明，通过超表达技术上调ABAR/CHLH基因表达，可以使植物在种子萌发、幼苗生长和气孔运动方面对ABA反应“超敏”；而用稳定表达的RNA干扰、反义RNA、化学诱导的RNA干扰技术或通过稳定表达的突变体对ABAR/CHLH基因表达下调，发现使植物在种子萌发、幼苗生长和气孔运动方面对ABA反应“脱敏”。ABAR/CHLH的基因敲除突变体，由于种子不能正常成熟，是致死突变。叶绿素合成和质体—核信号转导的突变体，如果不影响ABAR/CHLH的表达，就不影响植物对ABA信号的响应。以上研究结果证明，ABAR是一个ABA受体。ABAR介导的ABA信号转导是一个独立于叶绿素合成和质体—核信号转导的不同的细胞信号过程。
据悉，发现脱落酸受体ABAR，无疑是找到了控制植物气孔运动和种子发育的“金钥匙”。找到了这把钥匙，将进一步深入揭示脱落酸执行生物学功能的过程，使人们更加自由地控制植物气孔运动和种子发育成为可能，为脱落酸作用机理和应用研究打开了一扇新大门。
据悉，该论文是中国农业大学第一篇在《自然》杂志上发表的论文。
(来源：科学网 作者：陈卫国 黄晶晶 马晓岚)
