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开花途径关键转录因子CO(CONSTANS)是植物响应光周期信号诱导开花过程的关键决定因子之一。在长日照(LD)条件下,植物幼叶维管组织韧皮部中的CO蛋白结合成花素基因FT的启动子,从而激活FT基因的表达,促进植物开花过程。此外,CO基因还在植物嫩叶叶肉细胞和根部等多个组织中表达,而相应的生物学功能及其分子机制研究甚少。
近期,中国科学院西双版纳热带植物园植物环境适应性研究组发现,CO基因的表达受盐害胁迫的抑制。该团队通过基因功能分析发现,CO负调控拟南芥的耐盐能力。CO功能缺失突变体较野生型植株具有更强的耐盐性;相反,CO的高表达转基因植株与野生型相比则具有更弱的耐盐性。相一致地,CO能抑制某些盐胁迫信号通路下游响应基因的表达。分子机理研究表明,CO与ABA信号途径关键转录因子ABFs(ABF1、ABF2、ABF3和ABF4)相互作用形成蛋白复合物。CO能结合盐胁迫信号通路某些下游响应基因(如RD29A和RD20)的启动子区域,并拮抗ABF3的转录功能,进而抑制植物耐盐胁迫的能力。
该研究发现了CO蛋白除调控开花以外新的重要生物学功能,在分子水平解析了CO与ABF3等蛋白互作调控植物耐盐性的分子机理,这对于剖析植物环境适应性的分子调控机理具有一定的科学意义。相关研究成果以CONSTANS interacts with and antagonizes ABF transcription factors during salt stress under long-day conditions为题,发表在《植物生理学》(Plant Physiology)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会及云南省基础研究计划项目等的支持。
CO负调控植物耐盐性(Du et al., 2023, Plant Physiology)
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