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植物通常会针对抗逆与生长发育采取权衡策略

2023-06-05 13:43

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

生命科学

Life science

近日，云南大学云南生物资源保护与利用国家重点实验室余迪求研究员团队受邀在Cell Press细胞出版社期刊Trends in Plant Science发表了题为“Functions of WRKYs in plant growth and development”的综述，系统阐述WRKY蛋白家族调控植物生长发育的生物学功能。云南大学云南生物资源保护与利用国家重点实验室王后平副研究员和陈婉琴博士为论文第一作者，余迪求研究员为论文通讯作者。

WRKY转录因子是一类起源于真核生物，并在维管植物中大量扩张的植物超级蛋白家族。近二十年来，科学家对WRKY转录因子调控植物生长发育和响应各种应激反应的生物学功能进行了广泛研究，尤其是在生物胁迫和非生物胁迫方面。因此，WRKY转录调控因子一度被认为是植物中的一类抗性蛋白。近年来，余迪求研究员带领的研究团队在国际主流学术期刊PNAS、Molecular Plant、 Plant Cell、Plant Physiology、Plant Journal等发表30余篇论文，阐明了WRKY转录调控因子在种子休眠和萌发、胚后形态发生、开花、配子体发育等植物生长发育过程中也同样不可或缺。在本次受邀发表的综述论文中，余迪求研究团队系统归纳了WRKY转录因子在植物生长发育过程中的功能，并就下一步急需开展的科学问题进行了梳理。

为了增加环境适应性，植物总能找到适当的季节开始它们的生命周期。在开花植物中，种子从休眠到萌发的转变标志着它们生命周期的开始。WRKY蛋白通过响应内外环境的变化作为正调控或负调控因子调控种子的休眠和萌发，进而影响植物生命周期的起始。当植物的幼苗突破土层后，它们将经历一个幼年的营养生长阶段，促进根、茎和叶的发育，使植物能够积累足够的养分。在这些过程中，WRKY转录因子与其他各种因子平行或协同作用共同决定了植物发育的多个方面（图1）。当营养生长达到一定阶段并积累了足够的能量和养分后，植物进入生殖阶段。在这个阶段，WRKY转录调控因子在各种经典的植物开花信号通路中行使功能从而精确调控植物的生殖进程。此外，WRKY转录因子还在配子体发生和种子发育等植物生长发育后期行使重要功能。

为了适应固着的生长方式，植物进化出了强大的逆境抵抗能力和植物特有的生长和发育过程；这很可能与植物特异性蛋白家族的进化有关。鉴于WRKY 转录调控因子家族只在植物和部分早期真核生物中被发现，并且WRKY家族成员在抵抗逆境胁迫和调控植物特异的生长发育过程中都发挥重要作用，说明WRKY转录调控因子对植物的进化具有重要的意义。深入解析WRKY转录调控因子的功能将有望为植物进化提供更多的线索。此外，由于能量分配的关系，植物通常会针对抗逆与生长发育采取权衡策略。因此，科学家还需要做更多的工作来解析WRKY蛋白如何在植物生长和抗逆性之间保持适当的平衡。

▲图1. WRKY转录因子在种子休眠到萌发以及形态建成中发挥多种功能。

论文作者介绍

余迪求

教授

余迪求，云南大学特聘教授，博士生导师，云南省创新团队学术带头人，中国科学院“特聘核心研究员”，云南省“云岭学者”获得者。主持国家战略先导专项课题、农业部装基因重大专项、国家自然科学基金委-云南省联合基金、面上项目等国家和省部级项目10余项。近年来，在植物分子生物学研究领域，取得一系列创新性的国际前沿研究成果，在国际顶级学术期刊如PNAS、Trends in Plant Science、Plant Cell、Molecular Plant、Plant Physiology、Plant Journal等发表原创性研究论文140多篇，受到国际同行广泛关注，论文被广泛引用11000多次，H因子（H-index）达50，在国际学术界产生重要影响力；2019-2022年连续四年获得国际权威分析服务机构科睿唯安（web of science）颁发的全球“高被引科学家奖”。获云南省自然科学一等奖两项，二等奖一项。