上海交大黄国强课题组综述-ARFs在水稻发育和胁迫反应中的作用
发布时间 :2022-11-25  阅读次数 :777

生长素信号在植物一生从种子萌发到植株衰老的整个发育过程中都起着关键作用。生长素响应因子(ARFs)是生长素信号传导的重要组分,其通过与基因启动子内的生长素响应元件(AuxRE)结合,激活或抑制靶基因的表达而发挥作用。越来越多的证据表明,ARFs对植物的生长发育和对环境胁迫的反应至关重要。在双子叶植物拟南芥中,对于ARFs的研究已经相对详尽,但是在单子叶植物水稻中,还有很多未解之处。由于这两种类型植物的形态和发育特征存在巨大差异,生长素在调节其对环境胁迫反应中的作用也非常不同。

近期,上海交通大学生命科学技术学院黄国强研究组在国际知名期刊Plant, Cell & Environment上发表了题为 “Roles of Auxin Response Factors in rice development and stress responses” 的综述性论文,总结了生长素响应因子OsARFs在水稻生长发育和生物、非生物胁迫反应中的功能及其调控途径的最新进展,并描述了植物如何依靠OsARFs来调节生长和发育,以应对不利的环境因素。上海交通大学生命科学技术学院博士后宋晓云为第一作者,生命科学技术学院长聘教轨副教授黄国强为通讯作者,博士生熊雅丽和博士后孔秀珍参与了本项工作。

OsARFs基因在水稻中是一个大的多基因家族,OsARFs控制不同发育过程的作用已根据其功能丧失突变体的表型进行了验证,这些OsARFs在水稻的不同组织中发挥着重要的调控功能,包括根系构型、花器官发育、粒型和重量、叶片生长角度及分孽角度等。在水稻遭遇非生物胁迫,如干旱、水涝、营养胁迫时,OsARFs触发各种生理、生化和分子反应以抵抗不利环境条件。生物胁迫病毒感染通常会导致宿主发育异常,导致植物发育迟缓。水稻已进化出多种防御机制,以抵御病毒感染的持续威胁,其中,生长素及OsARFs在水稻抵御各种病原体的免疫防御中发挥重要作用。此外,OsARFs在转录和转录后水平表达受到miRNAs和tasiRNAs介导的严格且复杂的调控,以维持生长素浓度和信号的平衡,这是水稻正常生长和发育以及抵抗生物和非生物胁迫所必需的。但是,与拟南芥相比,水稻中ARFs的功能在很大程度上尚不清楚,未来仍需进一步解析。

 

    本研究受到国家自然科学基金和上海市青年启明星项目的支持。

 

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14494