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植物所刘建祥教授在Cell Reports 上在线发表论文

时间:2018年11月15日 访问次数:2277

20181113日生科院植物所刘建祥教授以通讯作者身份在Cell 子刊Cell Reports (IF=8.032,生物一区)上在线发表题为Two B-Box Domain Proteins, BBX18 and BBX23, Interact with ELF3 and Regulate Thermomorphogenesis in Arabidopsis的研究论文,解析植物响应环境温度变化的分子机制。该论文揭示了拟南芥B-box家族中的BBX18BBX23可以影响ELF3的蛋白稳定性,进而影响转录因子PIF4的活性、促进植物热形态建成。

随着全球工业进程的加快和温室效应的加剧,全球气候变化越来越异常,气温也在逐年升高。高温直接影响植物的生长发育。国际水稻所(菲律宾)1979-2003年的一项数据表明,日平均夜温每增加1,水稻减产10%。然而植物是如何感应温度变化并协调其生长发育进程的分子机理知之甚少。刘建祥课题组研究发现B-Box家族中的BBX18BBX23蛋白能响应环境温度升高的变化,高温下蛋白量明显增多。遗传分析发现BBX18/BBX23突变体下胚轴长度在高温下较野生型明显变短,而BBX18的过表达材料下胚轴长度在高温下较野生型明显伸长,表明BBX18BBX23是植物响应环境温度升高的新的正调控因子。进一步分析发现BBX18BBX23的功能依赖于已知的热形态建成重要调控转录因子PIF4和蛋白泛素连接酶COP1。已知ELF3蛋白在高温下能抑制PIF4的转录调控活性。我们的生化实验表明,BBX18BBX23分别与ELF3COP1存在蛋白-蛋白相互作用。BBX18/BBX23突变体中ELF3的蛋白量增加,而BBX18BBX23可增强COP1ELF3的降解。综上所述,该研究证明B-Box蛋白在环境温度升高后能作为接头蛋白帮助COP1等泛素E3连接酶降解ELF3蛋白,从而解除负调控因子ELF3PIF4的抑制,促进PIF4调控的植物热形态建成。该工作为理解环境温度信号如何调控植物生长发育提供了新的思路。

刘建祥教授课题组的博士生丁岚为该论文的第一作者,刘建祥教授为论文的通讯作者,复旦大学李琳课题组提供了部分实验材料。该研究得到国家自然科学基金委杰青等项目的资助

 

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.060