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科研进展

华南植物园在植物甾醇与植物激素油菜素甾醇合成方面取得进展

发布时间:2022-09-19 作者:scbg 来源:华南植物园

  植物甾醇(sterol)不仅是细胞膜的重要结构成分,也是植物激素油菜素甾醇(BR)生物合成的前体,还可作为信号分子参与调节植物发育过程。CYP51是细胞色素P450家族中独特一员,是参与植物甾醇合成过程的重要限速酶,被认为是在细菌、真菌、动物以及植物中最为保守和古老的基因家族之一,在动植物生长发育与逆境响应中起着重要调控作用。CYP51编码了钝叶醇14α-去甲基化酶,在真菌中该酶是三唑类杀菌剂的主要靶标位点,关于CYP51家族基因对植物生长发育的研究非常少。

  中科院华南植物园作物营养高效与分子育种研究组近年来对水稻CYP51家族基因成员的功能进行了系统的研究。前期发现OsCYP51G3osa-miR1848的靶基因,二者调控了水稻甾醇和BRs合成,参与了水稻结实及对干旱和盐胁迫的响应。该研究已于2015年发表于国际著名学术期刊New PhytologistIF2021= 10.323)上。随后,发现OsCYP51G1仅参与了植物甾醇的合成,但不影响BR的合成,OsCYP51G1能够影响水稻花粉和种子的发育进而影响水稻产量。该部分研究已于2020年发表于国际学术期刊Biochemical and Biophysical Research CommunicationsIF2021= 3.320)上。

  单子叶植物还存在一个特有的CYP51H亚族,目前仅发现燕麦CYP51H10参与抗菌性化合物三萜糖苷avenacin A-1的合成(Mieko2012)。科研团队的最新研究表明,OsCYP51H3编码钝叶醇14α-去甲基化酶,参与植物甾醇和BRs合成,进而影响水稻种子、花粉等发育,而不参与三萜类抗菌化合物的合成。相关研究结果已近期在线发表于国际学术期刊Physiologia PlantarumIF2021= 5.081)上。华南植物园为第一单位和通讯作者单位,博士后焦正利为该论文第一作者,夏快飞和张明永研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院先导计划和广东省湛江市科技计划基金的资助。

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.13764

  

  图:水稻CYP51家族成员(OsCYP51G1/G3/H3)参与的植物甾醇及植物激素油菜素甾醇合成与功能示意图

  

  

  


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