本報訊 5月9日,浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國家重點實驗室沈錦波教授團隊在《美國國家科學(xué)院院刊》(《PNAS》)上在線發(fā)表了題為《植物ESCRT復(fù)合體組分蛋白ALIX與逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體協(xié)同作用調(diào)控可溶性蛋白分選》的研究論文。該研究揭示了ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體相互協(xié)作,調(diào)控種子蛋白存儲的分子機制,為培育高質(zhì)量、高品質(zhì)的農(nóng)林作物種子提供理論依據(jù)。
種子不僅是植物遺傳繁殖器官,也是營養(yǎng)物質(zhì)的存儲場所,更是糧食的重要來源之一。因此,在研究增強植物抗逆性、提高作物產(chǎn)量的同時,探索改善種子品質(zhì),對保收豐產(chǎn)、提高人民生活水平具有重要的科學(xué)意義和實際生產(chǎn)意義。在種子成熟過程中,貯藏蛋白及相關(guān)物質(zhì)高效積累到種子中是決定種子質(zhì)量的關(guān)鍵。但是,種子細(xì)胞內(nèi)的貯藏蛋白運輸,像人類社會的“物流系統(tǒng)”一樣錯綜復(fù)雜,其具體的分子機制一直是一個謎團。
沈錦波團隊發(fā)現(xiàn),植物ESCRT復(fù)合體組分蛋白ALIX基因缺失導(dǎo)致種子黃化,且種子沒有活性。研究團隊利用多種國際前沿的顯微鏡技術(shù),對黃化的種子觀察后發(fā)現(xiàn),大量貯藏蛋白被錯誤的分泌到細(xì)胞間隙,沒有正確的貯藏。研究團隊結(jié)合生化與分子生物學(xué)實驗進一步研究證實,ALIX基因功能缺失,可以引起逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體不正常運轉(zhuǎn),導(dǎo)致液泡分選受體無法行使功能,最終影響貯藏蛋白正確存儲。由此,該研究指出,正是ALIX蛋白與逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體協(xié)同合作,調(diào)控著貯藏蛋白被精確分選到種子進行存儲,從而決定種子質(zhì)量。
浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國家重點實驗室為該論文第一單位和通訊作者單位,浙江農(nóng)林大學(xué)沈錦波為該論文通訊作者,博士后胡帥為該論文第一作者,碩士生吳凡、博士生朱冬梅為共同作者。
《PNAS》自1914年創(chuàng)刊,是與《Nature》《Science》齊名的國際頂級的綜合學(xué)科期刊之一,主要提供具有高水平的前沿研究報告、學(xué)術(shù)評論、學(xué)科回顧及前瞻、學(xué)術(shù)論文。陳勝偉