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                研究成果

                Plant Physiology—上海交通大学安渊团队揭示果胶乙酰酯酶MsPAE12调控紫花苜蓿分枝形成的分子机制

                发布时间:2024-02-19 

                近日,上海交通大学农业与生物学院安渊教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“PECTIN ACETYLESTERASE12 regulates shoot branching via acetic acid and auxin accumulation in alfalfa shoots 的研究论文。该研究揭示了紫花苜蓿果胶乙酰酯酶MsPAE12调控苜蓿分枝形成的分子机制,并发掘到抑制MsPAE12表达的转录因子MsNAC73,建立了MsNAC73-MsPAE12-乙酸-生长素调控苜蓿分枝形成的通路。

                紫花苜蓿是广泛栽培的豆科牧草,营养价值高,经济效益好,其分枝的多少直接决定了苜蓿的株型和产量。果胶乙酰酯酶(PECTIN ACETYLESTERASE,PAE)是植物中一类重要的细胞壁果胶修饰酶,广泛参与植物的生长发育及生物胁迫响应调控。MsPAE12定位于细胞膜,在顶芽中高表达;超表达(12OE)和RNAi干扰(12RNAi)表达MsPAE12发现,MsPAE12以细胞壁果胶为底物水解乙酰酯键,从而降低苜蓿顶芽中乙酸(AA)、色氨酸(TRP)和吲哚丙酸(IPA)含量,抑制IAA合成通路MsTAA1, MsTAR2 MsYUCC4的表达。作为生长素合成的前体物质,乙酸含量的减少抑制了苜蓿顶芽生长素的合成(图1 A-B, D-H),从而促进苜蓿分枝的形成,但株高并未受到抑制,因此,产量明显增加;外源添加乙酸、IAA和IAA合成/运输抑制剂获得与转基因苜蓿一致的结果和分枝表型。进一步研究发现,植物中特有的NAC转录因子MsNAC73直接与MsPAE12基因启动子结合,抑制其表达。过表达MsNAC73(73OE)促进乙酸和IAA的合成,抑制苜蓿分枝的形成 (图1 C, I)。

                图1 MsNAC73-MsPAE12??榈骺剀俎7种π纬?/span>

                上海交通大学农业与生物学院已毕业博士生樊娜娜为论文第一作者,安渊教授为通讯作者,苏连泰博士后、吕爱敏博士后、文武武博士后、博士生高鲤、硕士生游翔凯及周鹏副教授等参与了研究工作。该研究得到科技创新2030重大项目、国家自然科学基金等项目资助。

                原文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiae071

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