烟草所揭示植物多肽通过其受体精细调节叶片衰老的分子机制
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郭永峰课题组在植物衰老调节方面取得重要进展，揭示了植物多肽通过其受体精细调节叶片衰老的分子机制，相关研究成果发表在植物学顶刊《分子植物（Molecular plant）》（JCR top 1%，IF = 17.2）上。
植物衰老是发育过程中的重要阶段，对营养分配、适应性提升以及作物的产量和品质起着关键作用。合理调控衰老过程不仅有助于保持作物的健康生长与繁殖，还对农业生产效益具有深远影响。因此，探究植物衰老机制对于提升作物生产力和适应性至关重要。叶片衰老起始由叶龄控制并且受到内源激素水平的调节，参与调节叶片衰老的激素可以分为两类：一类是促进植物衰老，如乙烯、脱落酸、茉莉酸和水杨酸；另一类是抑制植物衰老，如生长素和细胞分裂素等。植物多肽作为一类新型的激素分子，参与调控植物生长发育、细胞分裂分化、环境响应等多种生理过程。近期的研究表明，植物多肽通过与特定的受体相互作用，激活或抑制下游信号传导途径，精确控制叶片衰老的时机，以优化资源利用和生存策略。因此，研究多肽在植物叶片衰老过程中的作用不仅有助于深入理解植物衰老的分子机制，也为通过基因工程手段改善作物产量和抗逆性提供了可能的新策略。
郭永峰团队以植物多肽为研究对象，多年致力于植物叶片衰老的分子生物学研究，首次发现植物多肽激素对叶片衰老的调控作用。为进一步阐释多肽信号在衰老中的调节机制，该团队以富含丝氨酸多肽为研究对象，通过基因表达谱并结合体外筛选等实验鉴定到两个参与叶片衰老的SCOOP多肽（SCOOP10和SCOOP12）；结合遗传学、分子生物学以及生物化学等手段，表征了SCOOP10多肽作为正向调控因子促进叶片衰老，而SCOOP12多肽抑制衰老进程；该团队进一步利用多肽次序处理实验、MST（微量热泳动）以及Pull-down分析等，发现SCOOP12作为配体分子与SCOOP10竞争结合MIK2受体，从而调节MIK2的磷酸化状态，最终实现对衰老的拮抗调节。本研究首次发现SCOOPs多肽在衰老中的功能，并揭示了一种全新的衰老调节机制，为多肽在农业生产中的应用提供理论依据。
中国农业科学院研究生院与荷兰瓦格宁根大学联合培养博士研究生张震彪（现中国农业科学院烟草研究所博士后）为该研究的第一作者，烟草所烟草功能基因组创新团队郭永峰研究员为该论文的通讯作者，荷兰瓦格宁根大学/乌特勒支大学Nora Gigli Bisceglia博士为共同通讯作者。瓦格宁根大学植物生理系主任Christa Testerink教授为该研究提供了重要的平台和专业的指导，中国农业大学刘俊峰教授参与了相关研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、欧盟ERC（欧洲研究委员会）等项目资助。
原文链接：//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205224003320