- 植物煙霧探測器演變為激素傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/2/24
一項新的研究表明，最初進化為檢測煙霧的植物分子如何被改編為豌豆植物的激素傳感器。這對農作物和綠色植物具有廣泛的影響。
野火是毀滅性的，但它們也可以通過清除現有植被并讓新植物長出來帶來新的生命。火災多發地區的許多植物實際上需要暴露在火中才能使種子發芽。在過去的十年中，科學家們發現了一種古老的受體蛋白，它可以檢測燃燒植物材料產生的煙霧中稱為 karrikins 的分子。這種名為 KAI2 的“煙霧探測器”蛋白啟動分子信號，加速種子發芽。
奇怪的是，KAI2 蛋白也出現在各種不生活在火區的植物物種中。現在，由 Nitzan Shabek 教授和加州大學戴維斯分校植物生物學系 Shabek 的研究生 Angelica Guercio 領導的一組研究人員揭示了豌豆植物中的這些受體，表明它們在感知植物中的生長激素方面也發揮了作用。這項工作于 2 月 11 日發表在Communications Biology上。
研究人員之所以研究豌豆，是因為它們屬于豆科植物，豆科植物是最大的開花植物科之一，包括幾種農作物。豆類有能力通過與微生物共生來“固定”空氣中的氮。
他們發現原始的 KAI2 基因在豆科植物進化的早期就被復制，產生了兩個基因，KAI2A 和 KAI2B。他們使用遺傳學、生物化學和蛋白質晶體學的各種先進技術，發現這兩種受體對不同的配體有反應，其中 KAI2B 具有特別廣泛的范圍，包括一類新興的植物激素，稱為獨腳金內酯。利用結構生物學，他們還能夠以原子分辨率確定 KAI2 酶與獨腳金內酯分子反應的新催化中間體。
“與我們的合作者一起，我們能夠將我們從 KAI2 受體的原子結構和質譜檢測中獲得的發現與植物實驗相結合，以揭示這些受體在進化過程中如何分化，不僅可以感知激素，還可以準確地催化它們， ”沙貝克說。
獨腳金內酯作為植物激素
眾所周知，獨腳金內酯會影響植物的多種過程，包括根和芽的生長，以及根網絡如何對土壤中的真菌和微生物作出反應。通過這項新工作，該團隊能夠更好地了解神秘的 karrikin 信號通路及其受體在非火相關植物中的作用。Shabek 說，這一領域對豆科植物的農業系統和糧食生產具有深遠的影響，并且對整個綠色植物群也有影響。
這項工作是與法國凡爾賽巴黎薩克雷大學的 Alexandre de Saint Germaine、Catherine Rameau 和 Fran?ois-Didier Boyer 以及德國慕尼黑大學的 Caroline Gutjahr 正在進行的合作的一部分。該論文的其他作者是：Salar Torabi David Cornu、Marion Dalmais、Abdelhafid Bendahmane、Christine Le Signor、Jean-Paul Pillot 和 Philippe Le Bris。
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