中国农科院与西农揭示G蛋白通过抑制BBX21的转录激活促进拟南芥下胚轴的伸长

　　近日，中国农业科学院作物科学研究所马有志课题组、陈明课题组和西北农林科技大学农学院陈耀锋课题组揭示G蛋白β亚基AGB1通过抑制BBX21的转录激活活性从而促进拟南芥下胚轴的伸长。研究结果在线发表于2017年8月18日的《Molecular Plant》杂志。

　　拟南芥下胚轴发育受到光和内源激素的调控，使得拟南芥成为研究光与内源生长调节因子相互作用的模型。BBX21是一种B-box锌指转录因子，其能够整合光和脱落酸（ABA）信号以调节拟南芥下胚轴的伸长。异源三聚体G蛋白是植物发育的关键调节因子。之前的研究已鉴定出G蛋白β亚基（AGB1）突变体（agb1-2）具有短下胚轴表型，但AGB1在下胚轴伸长过程中的调控机制仍不甚清晰。该研究表明，AGB1可与BBX21直接相互作用，而在agb1-2 bbx21-1双突变体中，agb1-2突变体的短下胚轴表型被部分抑制。BBX21位于AGB1的下游，在agb1-2突变体中过表达BBX21导致下胚轴长度更短，表明在下胚轴发育过程中AGB1与BBX21的功能相反。此外，研究人员还发现BBX21的C端对其细胞内定位和转录激活起着重要作用，而与AGB1相互作用时被抑制。ChIP实验表明，BBX21可与自身的启动子以及BBX22、HY5和GA2ox1的启动子特异性结合，并且在agb1突变体中这种结合作用未发生改变。以上结果表明，AGB1与BBX21的相互作用仅影响BBX21的转录激活活性，对其DNA结合活性没有影响。总结而言，该研究揭示了AGB1通过抑制BBX21的转录激活活性以促进下胚轴伸长。

Figure 1. A working model depicting how AGB1 regulates hypocotyl elongation by controlling light-activated BBX21.

　　马有志

　　 研究员，博士生导师，1986年毕业于吉林农业大学，同年考入黑龙江省农科院攻读硕士学位，1988年10月赴日本留学攻读硕士、博士学位，1994年3月获农学博士学位。1994年4月～1995年9月到日本北陆国立农业试验场从事博士后研究，1995年10月回国到中国农科院作物所。现任中国农业科学院作物科学研究所分子生物学系主任，农业部麦类生物学与遗传育种重点实验室主任，中国农科院创新工程作物转基因技术与应用创新团队首席。中国作物学会常务理事，作物学报常务编委，2011年入选全国农业科研杰出人才。

　　研究方向：

　　植物抗逆基因工程

　　主要贡献：

　　克隆了一批具有自主知识产权的抗逆候选基因，并进行了功能验证，通过转化小麦鉴定出具有重要育种利用价值的抗逆关键基因3个。初步阐明小麦抗旱DREB转录因子基因的作用模式，利用转基因技术与常规育种技术相结合，培育出具有重要生产利用前景的抗旱节水小麦新品系，目前已进入环境释放。发表学术论文190多篇，其中SCI论文60余篇，获得发明专利授权24项。

　　获奖成果和荣誉称号：

　　2011年入选农业部“全国农业科研杰出人才

　　在研科研项目：

　　转基因生物新品种培育”国家重大科技专项：抗逆转基因小麦新品种培育重大课题（主持人）。

　　（以上内容摘自中国农科院作物所）

　　陈明

　　 研究员，硕士生导师。1992-1996年在中国农业大学微生物专业本科学习；1997-1999年在中国农业科学院研究生院微生物专业攻读硕士学位；2001-2003年在中国农业科学院研究生院作物遗传育种专业攻读博士学位。2003年8月到中国农业科学院作物科学研究所作物分子生物学参加工作。2009-2010年在美国Saint Louis University 从事博士后研究。2008年1月晋升副研究员职称，2015年1月晋升研究员职称。

　　研究方向：

　　从事植物抗逆基因克隆、分子机制分子及转基因育种工作。

　　主要贡献：

　　发表文章共51篇，其中，SCI文章35篇，以第1或者共同第1作者发表SCI文章13篇，影响因子在5以上的文章4篇，SCI影响因子累计49.719，以通讯作者发表核心期刊文章16篇。作为第一发明人授权专利5项，第二发明人授权专利1项；申报专利4项，其中1项为第一发明人；北京市审定小麦品种1项（排名第三）。

　　在研科研项目：

　　(1)主持转基因重大专项重大课题子课题“抗黄花叶病转基因小麦新品种培育”

　　(2)主持转基因重大专项重大课题子课题“氮磷高效转基因小麦新品种培育”

　　(3)主持北京市科技计划项目子课题“小麦抗旱、耐盐等重要功能基因挖掘与种质创制”

　　（以上内容摘自中国农科院作物所）

陈耀锋

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　　博士，教授。1982年本科毕业于西北农学院，获农学学士学位，1996年博士研究生毕业于西北农业大学，获农学博士学位， 现为西北农林科技大学遗传学教授，博、硕士研究生导师，陕西省细胞生物学会理事，西安市科技进步奖专家评审委员会专家，中国遗传学会会员，中国农业生物技术学会终身会员。

　　研究方向：

　　作物遗传育种、农业生物技术。

　　主要课题项目：

　　1982年至今，先后主持和参加多项科研研究课题，曾主持国家“九五”农业攻关项目“小麦抗病新种质的创制与遗传分析”子专题、陕西省“九五”攻关项目、杨陵基金、杨陵科研专项，国家基金项目。“十五”参加国家863小麦育种和小麦重要性状分子标记与辅助选择育种项目，973“水稻和小麦抗主要真菌病害的分子遗传学基础研究”项目、科技部小麦抗早衰转基因项目和科技部2002年科技推广项目（首席专家）。“十一五”主持科技支撑计划子课题，参加国家科技支撑计划课题，主持陕西省13115重大专项小麦育种工程子课题小麦抗病材料创新与生物技术育种，参加国家小麦高产、抗逆转基因重大项目和专项项目。“十二五”参加国家小麦高产转基因项目。

　　（以上内容摘自西北农林科技大学农学院）