科研进展Brief Introduction

科研进展
首页  >  科研进展  >  正文
熊立仲课题组揭示组蛋白修饰调控水稻干旱应答的新机制
时间:2018-12-29

干旱是限制植物生长、影响农作物产量的主要非生物逆境之一。水稻,作为主要的粮食作物和科学研究的模式植物,如何通过提高其自身的抗旱性来提高粮食产量的稳产性,已成为农业可持续发展、保障粮食安全的重要研究课题,而水稻抗旱应答的分子机制研究也显得尤为重要。

近日,华中农业大学熊立仲教授课题组在 Molecular Plant 在线发表了题为 Reversible Histone H2B Monoubiquitination Fine-tunes Abscisic Acid Signaling and Drought Response in Rice 的研究论文,揭示了组蛋白单泛素化修饰精细调控水稻干旱应答的新机制,对于探究植物抗旱分子机理和抗旱遗传改良具有十分重要的意义。熊立仲教授和唐宁博士为该论文的通讯作者,马斯琦博士为该论文的第一作者。



植物激素ABA(脱落酸)在植物逆境应答中发挥重要的作用,ABA的信号转导受到多种机制调节。熊立仲课题组之前的研究表明,OsbZIP46是参与水稻ABA信号转导的重要转录因子,其功能受到一个关键的结构域D的显著调控,该结构域可以与负调控因子MODD互作并招募相关蛋白复合体,从而抑制OsbZIP46功能。

本研究发现,具有组蛋白H2B单泛素化功能的E3泛素连接酶OsHUB2可以与OsbZIP46互作,同时作为一个正调控因子参与ABA信号转导和干旱应答。该研究还发现,干旱胁迫过程中H2B单泛素化修饰存在动态变化,该修饰在中度干旱胁迫后显著上调,而在重度干旱胁迫又有所下降(相对中度胁迫而言)。造成这一动态变化的原因可能是由于MODD对H2Bub1修饰也存在负调控:MODD可以通过招募具有组蛋白H2B去单泛素化酶活性的OsOTLD1负调控H2B单泛素化修饰。


结合该课题组先前在 Plant PhysiologyThe Plant Cell 等杂志发表的工作,可以总结出一个以OsbZIP46为核心的干旱应答精细调控网络,包括初期的逆境信号级联扩大(SAPK类激酶磷酸化OsbZIP46、OsHUB2提高H2Bub1修饰水平)和后期的信号消减(MODD招募表观调控因子OsTPR3-HDA702和OsOTLD1负调控OsbZIP46转录活性、MODD招募OsPUB70负调控OsbZIP46稳定性)。这一精细调控机制为后续深入研究水稻抗逆分子机制奠定了良好的基础,为水稻抗旱遗传改良提供了新的思路。

中国·湖北·武汉 南湖狮子山街一号430070   Tel:+86-27-87282101  Fax:+86-27-87282469
CopyRight©2001-2010   华中农业大学生命科学技术学院 版权所有; E-mail:bio@mail.hzau.edu.cn  技术支持:现代教育技术中心