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组培设备厂家格艾特:乙酰化修饰在植物细胞壁中的调控机制的研究进展

作者: 组培设备 发布时间: 浏览次数0

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  细胞壁是植物细胞的特征性结构之一,它不仅在形态构造、器官发育和信号传递、植物直立生长、营养输送、抗病虫害和适应逆境等方面发挥重要作用。另外,细胞壁是地球上最丰富的可再生资源,为人类提供赖以生存的食物、日用品、建筑材料和工业原料等。下面组培设备厂家格艾特带大家一起看看!

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  乙酰化是一种在植物细胞壁中广泛存在的修饰形式,它通过分子间交联的方式来构建细胞壁的功能,从而成为植物调节生长的重要因子。结果表明,不同植物细胞壁乙酰化修饰的丰度和分布受严格控制,并在不同发育时期显示修饰的重要性。近几年来,发现了几种多糖乙酰转移酶,使其成为植物学研究的前沿。要维持细胞壁一定的乙酰化水平和分布,必然还需要有乙酰酯酶,但目前尚未发现细胞壁的合成去乙酰化酶。

  经过11年的研究,周奕华研究组和我们小组经过11年的研究,利用分子遗传学、生物化学和细胞生物学等手段,从一个水稻脆鞘bs1 (表型脆鞘、矮生和叶尖死亡等)中发现一种能够负调控木聚糖乙酰化水平的酶。位点克隆发现BS1基因编码一个 GDSL酯酶家族(Plant GDSL lipase/esterase-like family)的成员,定位在多糖“合成工厂”上。

  一系列深入细致的植物化学分析表明,突变体bs1突变体细胞壁的总乙酰酯含量增加,其原因是水稻中最主要的半纤维素木聚糖。NMR (HSQC)分析进一步明确了乙酰化修饰突变体的位置。该重组BS1蛋白具有高度特异性的木聚糖乙酰酯酶活性(图1)。结果表明BS1确实是木聚糖乙酰酯酶,经液相质谱和核磁共振分析证实。BS1在次生壁丰富的维管束和厚壁组织中高表达,影响木质部导管的结构,并对株高和粒重等农艺性状产生影响。

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  组培设备厂家格艾特认为这项研究发现,不仅细胞壁乙酰化修饰存在着去乙酰化的过程,而且还首次提出了细胞壁乙酰化修饰调控的新理论,即“双向调节”,以及 GDSL酯酶这一古老的超家族中大量功能未知蛋白的新功能。这一研究不仅在理论上取得了突破,而且揭示了细胞壁乙酰化修饰调节对维持细胞壁功能的重要性,为水稻等作物高效、优质的分子设计育种提供了新的基因资源和理论依据。

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