當面臨熱應激時，植物依靠及時激活細胞防御來感知溫度的升高。盡管科學家們對植物高溫脅迫信號轉導和耐熱性形成分子機制持續開展研究，但目前對高等植物感知熱信號的分子機制仍然較為有限。近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心、植物分子遺傳全國重點實驗室研發團隊在《Nature Plants》雜志發表了題為“A nitric oxide burst at the shoot apex triggers a heat-responsive pathway in Arabidopsis”的文章。

研究團隊利用活體成像、液相色譜串聯質譜分析等技術，發現莖尖生長點是擬南芥感知高溫的器官，高溫誘導莖尖部位積累一氧化氮（NO），然后生成相對穩定的NO活性分子S-亞硝基谷胱甘肽（S-Nitrosoglutathione，GSNO）。GSNO作為移動的信號分子，通過維管束從擬南芥的地上部位向根部傳遞，在整個植物體水平激發細胞的高溫響應和耐熱性建立。進一步研究表明，擬南芥關鍵熱激轉錄因子基因HsfA2啟動子存在保守的NO響應順式原件，HsfA2的高溫響應表達在轉錄因子GT-1突變體中被顯著抑制，GT-1的功能喪失破壞了HsfA2的激活和耐熱性，揭示了GT-1是承接GSNO信號并介導下游熱響應基因表達、啟動細胞高溫防衛反應的關鍵因子。

該研究顛覆了前期對于“每個植物細胞均作為一個獨立單元，感知高溫脅迫并啟動細胞自身熱激反應”的植物耐熱性建成的認知，為作物抗高溫育種提供全新的思路和策略。

論文鏈接：

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

注：此研究成果摘自《Nature Plants》雜志，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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