English
当前位置 本所新闻 >> 我所和中国农业大学合作 揭示棉花纤维发育调控新机制

我所和中国农业大学合作 揭示棉花纤维发育调控新机制

来源: 生物技术室 作者:张雪妍      访问统计:       添加日期: 2018-07-20

  2018年7月20日,中国农业大学王涛、董江丽教授团队和我所李付广研究员团队合作,揭示了陆地棉组蛋白H2B单泛素化酶GhHUB2通过泛素-26S蛋白酶体途径调控棉花纤维发育的分子机制,首次发现植物中HUB2具有多聚泛素化修饰底物的功能。研究论文“GhHUB2, a ubiquitin ligase, is involved in cotton fiber development”在《实验植物学(Journal of Experimental Botany)》上在线发表。
  棉花纤维是重要的天然纺织原料。随着人们对高品质纤维需求的增加和纺织工艺的改进,挖掘控制纤维性状的基因,深入研究棉花纤维发育的分子机制,对于实现棉花纤维品质改良具有重要意义。组蛋白H2B单泛素化酶HUB2被报道可以通过表观遗传修饰,调控植物的发育及对生物胁迫和非生物胁迫的耐受性。该研究克隆得到了陆地棉GhHUB2基因,并通过遗传学手段证明GhHUB2能够通过调控组蛋白H2B单泛素化(H2Bub1)水平,影响植物开花时间。通过构建GhHUB2的超表达株系和RNAi干扰株系材料,研究人员发现,GhHUB2能够促进棉花纤维的增长和纤维次生壁的增厚。超表达株系中,纤维长度、细胞壁厚度以及纤维素和木质素的含量、纤维强度相对于对照均显著提高;相反,干扰株系中相关指数显著降低。
  结合分子生物学与生物化学手段,研究人员发现GhHUB2能够与纤维发育负调控因子GhKNL1在细胞核相互作用。GhHUB2可以多聚泛素化修饰GhKNL1蛋白,并促进GhKNL1通过泛素-26S蛋白酶体途径降解。与此对应,GhHUB2超表达棉花纤维中,GhKNL1蛋白积累减少,而干扰株系中GhKNL1蛋白积累增加。纤维中GhHUB2对GhKNL1降解的促进,解除了GhKNL1对下游参与纤维伸长和次生壁合成基因的转录抑制,提高了相关基因的表达,从而调控纤维的发育。本研究为泛素-26S蛋白酶体途径调控纤维发育提供了直接证据,同时首次报道了植物中HUB2具有参与蛋白泛素化降解调控的功能,与酵母和哺乳动物中HUB2参与蛋白多聚泛素化修饰的报道相呼应。
  中国农大博士生冯浩为论文第一作者。中国农大董江丽教授和我所张雪妍副研究员为共同通讯作者。该研究得到了转基因重大专项(2016ZX08005-003)、国家重点研发计划项目(2016YFD0101006)及农业技术国家重点实验室校外专家研究项目(2018SKLAB6-17)的资助和支持。

 
版权所有 中国农业科学院棉花研究所 网站保留所有权利,未经允许不得复制、镜像    豫ICP备12016946号
地址:河南省安阳市开发区黄河大道38号 邮编:455000
技术支持:中国农业科学院农业信息研究所
Tel:(0372)2562200 E-mail:mianhuasuo@caas.cn