转自植物信号转导

 

CELL 封面故事之一，2021年4月15日

On the cover: The Global Microbiome Conservancy (GMbC) is an international non-profit initiative to preserve and characterize rapidly disappearing gut microbiome biodiversity worldwide. In this issue, Groussin and Poyet et al. show that industrialization profoundly impacts the genome and function of gut bacteria, with implications for antibiotic resistance and other major health concerns. They also reveal that the functions of transferred genes reflect host lifestyle. In the cover image, Hadza foragers rest by the fire under starlight after a long hunt. The remaining hunter-gatherer populations worldwide currently maintain the richest microbiome diversity, but their lifestyles are under significant pressure to change. Lake Eyasi, Tanzania. February 2018. Artist/image source: Christopher Corzett (该邮件地址已受到反垃圾邮件插件保护。要显示它需要在浏览器中启用 JavaScript。) for the Global Microbiome Conservancy.

 

PNAS: 线粒体可以作为温度感受器发挥作用

    

    作者利用棉花种子萌发过程作为研究对象，发现棉花种子可以在20-36℃范围内进行萌发，说明可能存在一个温度感受机制来启动萌发过程。从基因表达分析上看，线粒体中的mitochondria I subfamily small heat shock proteins (msHSPs)在种子萌发过程中被显著诱导，GhHSP24.7特异性的在胚乳中表达，该基因表达强度与种子萌发率有相当强的正相关关系，因此作者将该基因作为研究的候选基因，创制了该基因的超表达株系以及沉默株系，发现该基因被超表达后可以显著促进种子的萌发。为了探索该基因是否是介导了温度对种子萌发的调控过程，作者评估了20/28/36三个温度条件下的萌发特性，发现超表达株系萌发率显著提高，而敲除株系显著下降，说明该基因可能参与了对最适萌发温度的感受能力。而且超表达株系的萌发能力并不受到ABA的抑制。从胚乳特性上看，超表达GhHSP24.7会加速胚乳的软化过程。

 

 

    蛋白质相互作用分析显示GhHSP24.7的互作蛋白是CytC maturation protein Fc (CcmFc)

 

 

    超表达GhHSP24.7会导致细胞内CytC/C1水平下降，超表达GhHSP24.7虽然在氧气利用方面与野生型差别不显著，但是总呼吸水平较之野生型显著下降。植物体内呼吸受到cytochrome oxidase pathway (COX) and the alternative oxidase pathway (AOX)的双重调控，作者证实了COX被严重抑制，而AOX路径被激活：

 

 

    超表达GhHSP24.7会导致种子内ROS水平显著上升，从而促进种子萌发：

 

 

    HSP24.7促进种子萌发的效应在拟南芥和番茄中都是保守的

 

 

    本文揭示的热激蛋白感受外界温度启动种子萌发的分子机制如下图所示：

 

 

    原文信息