中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心朱健康團隊在植物抗旱領(lǐng)域再次獲得突破性進展。經(jīng)多年不懈努力，該團隊新獲得一種高效的脫落酸類似物。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《自然—通訊》雜志。
脫落酸是植物中唯一專門響應(yīng)干旱等環(huán)境脅迫的植物激素，又被稱為“抗旱激素”。但由于天然脫落酸存在合成純化困難且在自然光下極易分解等缺點，長期以來并未像其他植物激素一樣廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
朱健康團隊此前首次發(fā)現(xiàn)了脫落酸功能類似物AM1。該化合物在生化與植物生理實驗中表現(xiàn)出接近于天然脫落酸的生理活性，可部分增強植物的抗旱性。基于受體—配體復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)的比較，研究人員進一步優(yōu)化AM1的分子結(jié)構(gòu)，使其更好地與脫落酸受體結(jié)合, 繼而獲得一類新的脫落酸類似物AMF。
研究表明，AMF不僅具有與脫落酸高度相似的基因表達調(diào)控模式，且該化合物與脫落酸受體的結(jié)合能力更強，受體親和性較天然脫落酸高出一個數(shù)量級。在模式植物擬南芥和經(jīng)濟作物大豆中進行的一系列生理實驗表明，與脫落酸相比，AMF可在更低的濃度下抑制氣孔開放且持續(xù)時間更久，而外施AMF的植物也同樣表現(xiàn)出更強的抗旱性。不僅如此，AMF與特定的遺傳改良作物還存在協(xié)同作用，兩者聯(lián)用對植物抗旱能力的提升要顯著優(yōu)于單獨使用該化合物或遺傳改良作物。
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