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遗传发育所发现参与植物赤霉素代谢的新成员

时间:2019-10-08 11:59来源:未知 作者:admin 点击:

  赤霉素(gibberellins,GAs)是一类十分重要的动物激素,参加许多动物成长发育等多个生物学进程。在开花动物中,13-羟化赤霉素(生理活性低,例如GA1)和13-氢赤霉素(生理活性高,例如GA4)常常是同时存在的。到目前为止,人们只是在水稻中鉴定到催化赤霉素13-羟化反响的P450酶(CYP714B1 和CYP714B2),而且CYP714B1和CYP714B2只是催化GA12的13-羟化,构成GA53(即13-OH GA12)。但是,其它动物中,包括拟南芥,担任赤霉素13-羟化反响的酶(编码基因)还不分明。

  最近,中国迷信院遗传与发育生物学钻研所王国栋钻研组在十字花科和豆科动物中性能鉴定了担任赤霉素13-羟化反响的P450酶(属于CYP72A亚家族)。新鉴定的CYP72A酶,不同于水稻中的CYP714B,能够催化多种赤霉素(GA12, GA9和GA4)的13-羟基化,生成对应的13-OH 赤霉素(GA53, GA20 和GA1)。进一步的钻研发现,拟南芥中的CYP72A9在种子中特同性高表白,cyp72a9渐变体种子中内源GA1简直检测不到,对应的GA4含量降低1-2倍。生理试验后果标明,CYP72A9经过调控低生理活性的GA1和高生理活性的GA4的比例,完成对种子高级休眠生理进程的调控:cyp72a9渐变体种子比家养型体现出萌生更快,而且该生理性能在十字花科动物中激进。经过对各种转基因资料的内源赤霉素剖析标明,水稻和拟南芥构成GA1的代谢途径不同:水稻中GA53经过多步氧化反响生成GA1,而在拟南芥中GA4在CYP72A9的作用下间接生成GA1。该项工作不只是动物赤霉素代谢畛域一个新的打破,而且也为基因工程革新(结合基因编辑技术)动物赤霉素代谢,进而调控动物(作物)的成长发育进程,提供了新的靶点。

  该钻研效果于9月16日在线宣布于Nature Plants(DOI:10.1038/s41477-019-0544-z)。王国栋钻研组贺娟为该文章第一作者。名目施行进程中失去遗传发育所动物激素检测平台的鼎力支持。该名目取得国度天然迷信基金委、科技部严重研发方案名目和动物基因组学国度重点试验室的赞助。

  论文信息:Juan He, Qingwen Chen, Peiyong Xin, Jia Yuan, Yihua Ma, Xuemei Wang,Meimei Xu, Jinfang Chu, Reuben J Peters, and Guodong Wang. CYP72A Enzymes Catalyze 13-Hydrolyzation of Gibberellins. Nature Plants. DOI:10.1038/s41477-019-0544-z

遗传发育所发现参与植物赤霉素代谢的新成员

图: CYP72A 催化动物赤霉素的13-羟化反响(图A中白色箭头所示);(B)CYP72A参加调控拟南芥种子高级休眠进程。

(责任编辑:小惠)
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