近日,中国农业科学院烟草研究所烟草功能基因组创新团队联合国内多个从事植物多肽激素研究团队,受邀撰写题为“Peptide hormones in plants” 的综述论文。相关成果发表在园艺学顶刊《分子园艺(Molecular Horticulture )》(JCR top 1%,IF = 10.6)上。
植物多肽激素是一类重要的信号分子,由核基因编码且通常包含少于200个氨基酸。它们作为细胞间信使,在植物体内的短距离或长距离信号传导过程中扮演重要角色,对于植物的生长、发育及其环境适应至关重要。自从1991年首次在番茄中发现以来,植物多肽激素的研究日益深入,越来越多的此类激素已在不同植物物种中被识别出来,显示出其在植物信号网络中的关键作用。这些激素通常通过前体蛋白经过蛋白酶处理形成具有生物活性的成熟肽分子,随后分泌至细胞外与靶细胞膜上的受体结合,从而激活特定的信号传导路径并诱导细胞反应。
植物多肽激素在许多生理过程和发育阶段发挥着核心功能,包括但不限于自交不亲和性、受精、胚胎发育、干细胞调控、形态建成、组织分化、器官发生和衰老。同时,它们也在植物应对非生物胁迫(如干旱、盐分压力)和生物胁迫(如病原菌感染和昆虫侵害)方面表现出显著的作用。
烟草功能基因组创新团队长期致力于研究植物多肽在调节叶片衰老和逆境响应等方面的基础与应用研究,并已在Molecular Plant、Molecular Horticulture 和 Journal of Experimental Botany 等知名期刊上发表了多项研究成果。该团队开发了一种名为Ripen-Q的肽钾叶面肥,在烟草及其他作物上推广应用面积达到15万亩。
此次,该团队联合国内其他8个多肽研究团队,共同发表了一篇详尽的综述文章,总结了植物多肽激素在鉴定、分类、功能、化学性质、结构特征、转录调控和翻译后修饰等方面的最新进展。文中整理了已知的30余个植物多肽家族,分析了它们在不同物种中的分布情况,并详细讨论了主要多肽激素家族的生物学功能和作用机制。此外,文章还探讨了多肽激素如何通过与细胞表面受体相互作用来调控植物干细胞分裂、分化及受精等过程的具体机制。最后,文章指出了当前植物多肽激素研究中存在的挑战和未解问题,如多肽激素的功能冗余性、内源性形式的识别以及非传统多肽翻译机制的揭示等。
烟草所为论文第一完成单位。烟草所郭永峰研究员、中国科学院植物研究所刘春明研究员、山东农业大学李传友教授、华东师范大学李超教授、兰州大学苟小平教授、陕西师范大学王国栋教授为共同通讯作者;烟草所博士后张震彪、江西农大韩惠宾、兰州大学赵军祥、华东师大刘志文、山东农大邓磊教授、河南农大吴刘记教授等为共同第一作者。论文的相关研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、陕西省自然科学基金、中央高校基本科研业务费、甘肃省科学技术基金等项目资助。