朱健康教授发表PNAS转基因研究新成果

　　

生物通报道：中国科学院和美国普度大学的研究人员在二月一日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，揭示了植物在干旱条件下生存的一个重要机制，文章的通讯作者是中科院上海植物逆境生物学研究中心的朱健康（Jian-Kang Zhu）教授。这项研究表明，通过转基因技术提升PYL9蛋白的生产水平，可以显著提升水稻和拟南芥的抗旱能力。

这些转基因植物会在严重干旱的时候促进老叶片的衰老和死亡，给嫩芽和种子留下宝贵的资源。“在干旱条件下，可控衰老对植物是有帮助的，”文章第一作者Yang Zhao说。“老叶片死亡为嫩叶和芽赢得了生机。”

植物不能像动物那样逃离干旱，只能启动一系列求生策略等待更好的生长条件。植物对干旱的应答受到脱落酸（ABA）的控制，ABA是植物最重要的激素之一，与种子休眠、根系发育、叶片枯萎、抗旱反应和其它的生理过程密切相关。

研究人员发现，过表达PYL9会使植物对ABA高度敏感，而PYL9表达水平受到胁迫应答启动子的控制。他们在此基础上构建了过表达PYL9的转基因植物，帮助拟南芥和水稻抵抗了严重的干旱胁迫。与野生型相比，转基因植物遇到干旱的时候，老叶片会更快变黄和脱落。研究显示，PYL9转基因水稻在两周干旱之后还有50%的生存率，而野生型水稻只有10%的生存率。

进一步研究表明，用ABA处理转基因植物时，即使植物并不缺水老叶片也会开始枯萎。这说明植物在这种情况下阻止老叶片获得水分，优先把水输送到发育中的组织。综上所述，ABA核心信号通路在植物应对极端干旱中起到了关键作用，而衰老是一种对植物本身有益的抗旱策略。

朱健康教授是植物抗逆生物学领域世界级领军人物之一，其领导的实验室在植物抗旱、抗盐与耐低温方面取得了累累硕果。2014年06月朱教授团队在Science Signaling杂志上发表了一项研究。研究显示，ABA受体PYL8通过增强生长素响应基因的MYB77依赖性转录，促进侧根的生长。在胁迫条件下ABA信号会激活SnRK2蛋白激酶，在初生根出现后抑制侧根的生长，不过侧根生长最终仍然会恢复。这项研究证实，PYL8是侧根恢复生长的必要条件。（更多详细信息参见：著名学者朱健康Science子刊解析重要植物信号机制）

2015年1月朱教授在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，揭示了脱落酸信号传导的一个负调控机制。干旱胁迫会诱导脱落酸在植物中累积，随后脱落酸快速激活蛋白激酶OST1/SnRK2.6，将保卫细胞中的大量蛋白磷酸化，从而关闭气孔减少蒸腾作用的水分流失。研究人员发现，脱落酸会促使保卫细胞生产一氧化氮（NO）。这些脱落酸诱导的NO能够通过失活SnRK2.6对脱落酸信号进行负反馈调控。（更多详细信息参见：著名学者朱健康教授PNAS发表新成果）

2015年4月朱教授的研究团队与首都师范大学等单位合作，在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发布了1.69 Gb的牛耳草基因组草图，牛耳草（Boea hygrometrica）是一种重要的复苏植物。这是人们首次对极端耐脱水的植物进行基因组测序，牛耳草的基因组序列将提供重要线索，帮助人们理解复苏植物强悍的生存能力。（更多详细信息参见：何奕騉、朱健康等发表重要基因组测序成果）

作者简介：

朱健康 顶尖****/研究员，中科院上海植物逆境生物学研究中心主任、研究组长、博士生导师

1983-1987, 中国, 北京农业大学 土壤农业化学 获学士学位；1987-1990, 美国, 加州大学河滨分校 植物学 获硕士学位；1990-1993, 美国, 普度大学 植物生理学 获博士学位；1994.6 美国, 洛克菲勒大学 分子生物学 博士后；1995-1996, 美国, 奥本大学植物与微生物学系 助理教授；1996-1998, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 助理教授；1999-2000, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 副教授；2000-2003, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 教授；2004-2006, 美国, 加州大学河滨分校植物学与植物科学系 特聘教授, 研究所所长；2007-2010, 美国, 加州大学河滨分校植物学与植物科学系 Jane Johnson讲座教授；2009.07-2011.06, 沙特, KAUST大学植物逆境基因组中心 主任；2010-至今, 美国, 普度大学生物化学与园艺及园林系 杰出教授；2011.7-至今，中科院上海生命科学研究院 研究员 顶尖****

生物通编辑：叶予

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