我国科学家揭示植物感知高温的信号传导机制

当面临热应激时，植物依靠及时激活细胞防御来感知温度的升高。尽管科学家们对植物高温胁迫信号转导和耐热性形成分子机制持续开展研究，但目前对高等植物感知热信号的分子机制仍然较为有限。近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心、植物分子遗传全国重点实验室研发团队在《Nature Plants》杂志发表了题为“A nitric oxide burst at the shoot apex triggers a heat-responsive pathway in Arabidopsis”的文章。

研究团队利用活体成像、液相色谱串联质谱分析等技术，发现茎尖生长点是拟南芥感知高温的器官，高温诱导茎尖部位积累一氧化氮（NO），然后生成相对稳定的NO活性分子S-亚硝基谷胱甘肽（S-Nitrosoglutathione，GSNO）。GSNO作为移动的信号分子，通过维管束从拟南芥的地上部位向根部传递，在整个植物体水平激发细胞的高温响应和耐热性建立。进一步研究表明，拟南芥关键热激转录因子基因HsfA2启动子存在保守的NO响应顺式原件，HsfA2的高温响应表达在转录因子GT-1突变体中被显著抑制，GT-1的功能丧失破坏了HsfA2的激活和耐热性，揭示了GT-1是承接GSNO信号并介导下游热响应基因表达、启动细胞高温防卫反应的关键因子。

该研究颠覆了前期对于“每个植物细胞均作为一个独立单元，感知高温胁迫并启动细胞自身热激反应”的植物耐热性建成的认知，为作物抗高温育种提供全新的思路和策略。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-022-01135-9

注：此研究成果摘自《Nature Plants》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

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