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Science重磅!西北农林科技大学刘坤祥组合作发现植物硝酸盐受体
iNature
硝酸盐是植物生长的必需营养素和信号分子。植物感知细胞内硝酸盐以调整其代谢和生长反应。2022年9月23日,西北农林科技大学(第一单位)刘坤祥教授课题组和哈佛医学院Jen Sheen课题组合作在Science 在线发表题为“NIN-like protein 7 transcription factor is a plant nitrate sensor”的研究论文,该研究确定了植物中的主要硝酸盐感受器。该研究发现所有七种拟南芥 NIN 样蛋白 (NLP) 转录因子的突变都消除了植物的初级硝酸盐反应和发育程序。NIN-NLP7 嵌合体和硝酸盐结合的分析表明,NLP7 通过其氨基末端对硝酸盐的感知被解除抑制。 一种基因编码的荧光分裂生物感受器 mCitrine-NLP7 能够可视化植物中的单细胞硝酸盐动力学。NLP7 的硝酸盐感受器域类似于细菌硝酸盐感受器 NreA。配体结合口袋中保守残基的取代削弱了硝酸盐触发的 NLP7 控制转录、转运、代谢、发育和生物量的能力。总之,该研究表明 NLP7 代表陆地植物中的硝酸盐感受器。另外,2022年7月14日,西北农林科技大学王晓杰及康振生共同通讯在Cell 在线发布发表题为“Inactivation of a wheat protein kinase gene confers broad-spectrum resistance to rust fungi”的研究论文,该研究鉴定并表征了一种小麦受体样细胞质激酶基因,TaPsIPK1,它赋予了这种病原体的易感性。PsSpg1 是一种对 Pst 毒力至关重要的分泌型真菌效应物,它可以结合 TaPsIPK1,增强其激酶活性,并促进其核定位,从而磷酸化转录因子 TaCBF1d 以进行基因调控。TaCBF1d 的磷酸化改变了其对下游基因的转录活性。在两年的田间试验中,小麦中 TaPsIPK1 的 CRISPR-Cas9 失活赋予了对 Pst 的广谱抗性,而不会影响重要的农艺性状。TaPsIPK1 的破坏导致免疫启动而没有防御反应的组成性激活。综上所述,TaPsIPK1 是一种已知被锈病效应物靶向的易感基因,它具有通过基因改造产生持久抗锈病的巨大潜力(点击阅读)。
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