中科院上海生命科學研究院植生生態(tài)所光合作用與環(huán)境生物學實驗室滕勝研究組在擬南芥糖信號研究領域取得了重要進展——在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了一個新的果糖特異信號途徑。
        在植物中，糖作為碳骨架和能量的提供者，是一切物質代謝和能量代謝的基礎。目前，糖的信號分子功能已得到廣泛認可，糖作為信號分子在植物生長發(fā)育和對環(huán)境響應的過程中具有極其重要的作用。植物中的可溶性糖主要有蔗糖、葡萄糖和果糖。以己糖激酶HXK1為受體的葡萄糖信號途徑已有較多的研究，而蔗糖信號的存在也已得到證實。這些研究結果為闡明糖信號調控物質代謝、能量代謝、生長發(fā)育以及響應外界環(huán)境的分子機理打下了堅實的基礎。然而，作為主要可溶性糖之一的果糖，其信號功能和相應的信號途徑卻未明確。
        該研究利用Ler和Cvi生態(tài)型構建的Ler X Cvi重組自交系群體進行果糖敏感QTL的定位，通過與葡萄糖敏感QTL的比較，發(fā)現(xiàn)了4個果糖特異的QTL，其中的FSQ6在近等基因系中得到證實。該研究還發(fā)現(xiàn)，擬南芥的果糖敏感性獨立于葡萄糖感受體HXK1，但仍依賴于脫落酸和乙烯信號途徑。這些結果揭示了獨立于HXK1的果糖信號新途徑，該途徑與脫落酸和乙烯信號途徑的互作方式和HXK1介導的葡萄糖信號途徑相似。通過圖位克隆和轉基因互補，證明了FSQ6基因是一個具有膜系留結構域的NAC轉錄因子——ANAC089。FSQ6/ANAC089的Cvi等位基因是一個功能獲得性等位基因，具有抑制果糖信號的功能，該等位基因的第三外顯子中發(fā)生了1-bp缺失，導致蛋白質翻譯提前終止，從而產(chǎn)生了膜系留結構域缺失的ANAC089蛋白質。該蛋白質能直接進入細胞核，且具有轉錄激活活性，通過激活下游基因的表達從而抑制果糖信號途徑。而Ler ANAC089蛋白雖然具有轉錄激活活性，但因具有膜系留結構域，仍滯留在細胞質中，不能進入細胞核行使轉錄因子的功能。
 
        m.hbysbh.com研究成果于2月7日在線發(fā)表在重要學術期刊美國《國家科學院院刊》（PNAS）上，該項工作得到了中科院知識創(chuàng)新工程、國家973計劃、轉基因重大專項、國家自然科學基金等項目的支持。（來源：中科院上海生命科學研究院）