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沈阳农业大学李天来院士和刘玉凤教授课题组在褪黑素延缓番茄叶片衰老中取得新进展

 时间:2022-06-06
5月27日,沈阳农业大学现代设施园艺工程技术中心/园艺学院硕士研究生于俊池,博士生鹿嘉智以共同第一作者身份在褪黑素研究领域顶级杂志Journal of Pineal Research(2021年影响因子13.007,一区TOP期刊)在线发表了题为“Melatonin mediates reactive oxygen species homeostasis via SlCV to regulate leaf senescence in tomato plants”的研究论文。刘玉凤教授和李天来院士为论文通讯作者,研究生崔潇予、郭蕾、王治军等参与了该项研究。
设施蔬菜生产中,常常由于不适宜的环境因素造成植物的提前衰老。因此,延缓植物衰老,对提高设施蔬菜的产量和品质至关重要。褪黑素(Melatonin,MT)是广泛存在于植物体内的一种吲哚胺类化合物,可以清除ROS,延缓叶片衰老,但具体分子机制尚不清楚。
 
该研究表明,MT分解代谢的关键酶编码基因M3H超表达植株导致内源MT降低,加速黑暗诱导番茄叶片的衰老;叶绿体囊泡蛋白SlCV超表达和编辑植株影响了胞内ROS信号,参与了黑暗诱导的衰老;有趣的是,在SlM3H过表达植株中沉默CV后,显著延缓了衰老的发生。功能分析表明,CV蛋白既可以囊泡化PsbO,加速ROS的产生;又能在胞质中囊泡化CAT3,减弱ROS的清除,造成ROS的积累,诱导细胞程序性死亡。MT作为一种信号物质显著抑制CV的表达,通过SlCV-SlPsbO/SlCAT3模块,调节胞内ROS稳态,延缓叶片衰老。

图:MT通过SlCV调节胞内ROS稳态延缓番茄叶片衰老
 
该研究首次解析了褪黑素通过叶绿体囊泡化蛋白SlCV影响胞内ROS信号稳态,调控黑暗诱导番茄叶片的衰老。得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家岗位专家体系、辽宁省创新能力提升联合基金项目、沈阳市中青年科技创新人才支持计划等项目的资助。


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