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生命與海洋科學學院胡章立教授團隊系統(tǒng)闡述新型熱感受器TWA1調(diào)控機制及其對未來農(nóng)業(yè)的潛在影響

來源:生命與海洋科學學院 發(fā)布時間:2024-06-29 08:43 點擊數(shù): Views

2024年6月21日,深圳大學生命與海洋科學學院胡章立教授團隊在Cell Press合作伙伴期刊Plant Communications(中科院大類1區(qū), IF=9.4)發(fā)表題為“Leveraging a new thermosensor for heat-smart future agriculture” 的Commentary文章,重點介紹最新發(fā)現(xiàn)的植物新型熱感受器“THERMO-WITH ABA-RESPONSE 1 (TWA1)”在熱應激響應中的調(diào)控機制與關鍵特性,以及其在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展應用中的重要性,系統(tǒng)總結(jié)了未來圍繞植物新型熱感受器研究需解決的關鍵問題。

隨著氣候變化導致全球氣溫上升,農(nóng)作物越來越多地受到超過其最佳適應溫度范圍的影響,從而導致熱應激。熱應激影響植物的許多形態(tài)生理、生化和分子機制,最終影響全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。Bohn 等人最近在植物細胞中發(fā)現(xiàn)了一種新的熱感受器“THERMO-WITH ABA-RESPONSE 1 (TWA1)”。如圖所示,TWA1作為基因調(diào)節(jié)蛋白,通過改變脅迫感受基因的表達來調(diào)控植物對熱應激的響應。該研究最重要的發(fā)現(xiàn)是 TWA1 介導的響應機制具有高度的溫度依賴特性。

圖1. TWA1溫度感受器調(diào)控機制的動力學模型及其對農(nóng)業(yè)的潛在影響

不同物種間的TWA1蛋白無序區(qū)域的氨基酸序列具有高度的可變性,決定著 TWA1 活性的溫度閾值,因此,表現(xiàn)出不同的溫度敏感性。TWA1的溫度敏感性體現(xiàn)了其作為微調(diào)熱傳感器的重要作用,可以在臨界溫度閾值下激活保護反應。這標志著一項重大發(fā)現(xiàn):可以利用多種育種和生物技術工具,在農(nóng)作物中應用 TWA1 感受器,將有助于設計未來“熱智慧型”作物,以保證炎熱氣候地區(qū)的糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。并為“熱智慧型”農(nóng)業(yè)帶來新的希望。

深圳大學生命與海洋科學學院博士后Ali Raza為該文第一作者,胡章立教授為論文的通訊作者。海南大學的Qamar U Zaman為論文共同作者參與部分工作。

基金資助包括:國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFA0902500)、國家自然科學基金(32273118)、深圳市可持續(xù)發(fā)展專項資金(KCXFZ20211020164013021)以及深圳大學2035卓越研究計劃項目(2022B010)等。

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101007

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