中科院两PI携手权威杂志再发文章

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中科院两PI携手权威杂志再发文章

【字体：大中小】 时间：2011年08月09日 来源：生物通

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　　近期来自中国科学院遗传与发育生物学研究所陈受宜和张劲松课题组展开合作，NEK6激酶调控植物生长及胁迫反应和乙烯合成等研究方面取得突破性进展，相关研究论文分别发表在《The Plant Journal》杂志上。

生物通报道：近期来自中国科学院遗传与发育生物学研究所陈受宜和张劲松课题组展开合作，NEK6激酶调控植物生长及胁迫反应和乙烯合成等研究方面取得突破性进展，相关研究论文分别发表在《The Plant Journal》杂志上。

前期的研究表明，烟草乙烯受体基因NTHK1在拟南芥中异源表达，导致转基因植株具有盐敏感的表型。对于NTHK1转基因植株的芯片分析发现，NEK6基因在转基因株系中下调，因此对该基因进行了进一步分析。NEK类激酶具有保守的N端激酶结构域。在动物和真菌中该家族基因参与了细胞周期G2期到M期的转换。在拟南芥中，前人的研究表明NEK6可能参与调控表皮细胞的形态建成，但其它作用尚不清楚。

在最新的The Plant Journal杂志（DOI:10.1111/j.1365-313X.2011.04733.x）上，张劲松实验室和陈受宜实验室的研究发现，NEK6基因表达和蛋白积累都受到盐胁迫和乙烯前体ACC的诱导，其蛋白激酶区具有激酶活性。在拟南芥中还有其它6个同源基因，除NEK5之外，其它基因也不同程度地受到盐胁迫和乙烯调控。功能研究发现，NEK6在拟南芥中的过量表达明显增加了转基因植株的莲座直径、角果长度和单株种子产量，其耐盐和耐旱能力也均有提高。

而NEK6的T-DNA插入突变体nek6则表现出莲座变小、角果变短和种子产量降低的表型。NEK6过表达植株的侧根数目也有显著增加。NEK6转基因植株中细胞周期蛋白CYCB1;1和CYCA3;1的表达增加。同时，NEK6抑制乙烯合成及乙烯信号转导相关基因的表达。鉴于有报道表明乙烯抑制细胞周期进程，因此，NEK6可能通过解除乙烯对细胞周期蛋白的抑制来促进植物生长并提高耐逆性。对该基因的进一步分析可能有助于改善作物的农艺性状及提高产量和耐逆性。

这项研究受到国家自然科学基金，973和转基因专项等资助。

除此之外，这一研究组在另外一篇发表在同一杂志上的文章中，解析了在大豆NAC基因调控胁迫反应，分析了大豆基因在非生物胁迫信号传导途径中的作用。

大豆是我国重要的粮食作物和经济作物，是高品质蛋白和油脂的主要来源之一。低温、干旱、高盐等非生物胁迫因素严重影响了大豆的产量和品质。因此研究大豆基因在非生物胁迫信号传导途径中的作用，对于改善大豆的非生物胁迫耐受性和增加大豆产量具有非常重要的意义。

NAC（NAM，ATAF1/2，CUC1）基因家族是植物特有的转录因子家族，其蛋白序列的N端具有保守的NAC结构域，迄今为止，有关NAC家族成员生物功能的研究已涉及植物生长发育、生物防御、非生物胁迫反应及细胞形态建成等方面。

研究人员以栽培大豆（Glycine max）为实验材料，研究NAC类蛋白的生化特性及其与非生物胁迫之间的关系。从大豆54个NAC基因类似物中筛选到15个基因响应一种或多种非生物胁迫信号,并对GmNAC11和GmNAC20做进一步研究。结果表明，GmNAC11和GmNAC20被多种非生物胁迫和激素信号诱导；绿色荧光蛋白GFP亚细胞定位分析显示，GmNAC11和GmNAC20均定位于细胞核；凝胶阻滞电泳分析表明，GmNAC11和GmNAC20均可结合CGT[G/A]为基序的DNA序列；利用酵母和原生质体系统分析其转录活性，说明 GmNAC11具有转录激活活性而GmNAC20具有转录抑制活性。

在拟南芥中过量表达GmNAC11和GmNAC20，发现转GmNAC11的植株的耐盐性明显高于野生型，而转GmNAC20植株不仅提高了耐盐性，其抗冻性也明显提高，同时还促进了侧根的发育。GmNAC11和GmNAC20可结合DREB1A基因的启动子调控DREB1A及其它基因的表达从而提高植物耐逆性。GmNAC20参与调控的非生物胁迫信号通路可能与生长素信号通路有交叉反应。也应用大豆毛状根转化系统分析了这两个基因在大豆根系耐逆中的作用,发现两个基因的过表达均可影响根的生长同时不同程度地提高了根系的耐盐性。

作者简介：

陈受宜

女，荣誉研究员，博士生导师。

该实验室主要研究方向是植物对逆境应答的分子机制和大豆基因组学。

陈受宜研究员出生于1940年。1963年毕业于北京大学生物系生物化学专业，1963－1989在中科院生物物理研究所工作，1981－1982和1982－1984分别在美国哥伦比亚大学生物系和纽约公共卫生研究所任访问学者。1989－1999在中科院遗传研究所任副研，副所长；研究员，所长。1999－至今任研究员.1990年获中科院科技进步一等奖并受国家教委和劳动人事部表彰为归国有贡献的中青年科学家。1995年获中科院巾帼英雄奖及优秀教师奖；2000年获中科院华为奖教金；2004年获973项目完成先进个人奖；2005年获山东省科学技术奖二等奖和中科院第二届“十大杰出妇女”提名奖；2006年获中科院研究生院优秀教师荣誉称号，2007年获教育部科技进步一等奖。为第八、九、十届全国政协委员。

张劲松

博士，研究员，博士生导师。

1986年在北京大学生物系获学士学位，1991年在北京大学生物系获博士学位。1991－1994年，中科院遗传所工作。1994－1997年，美国堪萨斯州立大学博士后研究。1998－2001年，中科院遗传所副研究员。2002－2005年，中科院遗传发育所副研究员。2006年，中科院遗传发育所研究员。2009年获得国家杰出青年基金资助。主持或参与多项国家973，863，转基因专项及自然科学基金项目。申请专利10余项，发表SCI论文50余篇。