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朱自强:寻找植物激素中的“天机”

来源:  发布时间:2017-08-17

本刊记者  刘 江


  
  3月21日,植物学领域三大顶级期刊之一的The Plant Journal在线发表了一篇文章,论述了内源植物激素茉莉酸如何通过对光信号组分蛋白的调节进而影响植物的形态建成过程,并认为这对理解植物如何整合外界环境因子和内源激素信号途径具有重要意义。
  这篇文章来自南京师范大学生命科学学院植物资源与环境研究所副教授朱自强课题组。抓住茉莉酸这条线索去研究,朱自强当然是有理由的。
  茉莉酸,原本就是植物体内用来防御病虫害的一种重要内源植物激素。近年来,学术界在对茉莉酸的研究中又有了意外的发现——它还对植物的生长发育过程起到重要的调控作用,比如抑制根伸长、促进根毛发生以及叶片表皮毛发育等。但在植物发育早期,从种子萌芽到形成幼苗的过程中,茉莉酸的调控作用到底是怎样的?学术界尚无定论。朱自强当然也希望能够探索出其中的奥义。
  一般来说,植物种子的萌发,会经历从暗形态建成到光形态建成的模式转变。暗中生长的植物具有伸长的下胚轴和闭合的子叶,而光下生长的植物下胚轴缩短并且子叶打开变绿以更好地吸收太阳光进行光合作用。朱自强课题组发现,茉莉酸处理暗中生长的幼苗时,会抑制其下胚轴伸长并促进子叶打开。通过深入研究,他们揭示出茉莉酸处理一方面会抑制植物光形态建成重要负调控因子COP1的活性,从而稳定受COP1降解的多个光形态建成正调控因子;另一方面会引起暗中幼苗体内一部分受光调控的基因表达发生改变,而这其中多数基因与植物细胞壁修饰或生长素反应有关,即与细胞伸长行为改变直接相关。就此,他们指出茉莉酸可能通过两种方式抑制COP1的活性:一是削弱COP1与其互作因子SPA1之间的相互作用;二是减少COP1蛋白在细胞核内的积累。
  谈到茉莉酸及相关研究,朱自强早在北京大学生命科学学院读博期间就已经开始积累经验了。那时,他主攻植物激素茉莉酸和乙烯的协同以及拮抗作用的分子机制。在导师郭红卫教授的指导下,研究成果相继发表在PNAS和The Plant Cell上。
  2011年,朱自强远赴美国加州大学洛杉矶分校,在林辰涛教授实验室从事博士后研究,针对植物光信号转导机制开展工作,直到2014年作为海外高层次人才进入南京师范大学生命科学学院植物资源与环境研究所。
  数年的积累,朱自强的工作得到了国内外同行的认可,担任起江苏省植物生理学会植物激素专业委员会副主任,并身兼包括Nature Plants在内的多家国际期刊的审稿人。在第10届国际植物激素乙烯大会和美国植物生物学家(2016)年会上,他也受邀进行分会报告,与国际同行做了良好的交流。就在2016年,他成功获评江苏省“青蓝工程”优秀中青年骨干教师以及南京师范大学百名青年领军人才,站到了一个新的起点之上。
  但对一位师者来说,课题组内的研究生能够充分成长,才更令朱自强骄傲。2014级硕士研究生郑玉玉,已经作为第一作者在Trends in Plant Science和The Plant Journal上发表学术论文,并获得普通高等学校研究生国家奖学金奖励。“植物激素茉莉酸对植物暗形态建成的调控机理”的第一作者就是郑玉玉,朱自强为通讯作者。
  文章发表完,朱自强课题组的工作还一直在延续。目前,他们还在“温度和植物激素的信号交叉”“植物激素的起源与演化”“植物激素与植物发育的调控机理”等课题上进行探索,并得到了国家自然科学基金面上项目、江苏省基础研究计划青年基金项目等多方面的资助。“我们的研究方向就是以模式植物拟南芥为研究对象,研究外在环境因子如何通过整合内源植物激素信号从而使植物最好地适应环境生长。”朱自强补充说。
  

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