我刊編委張國平教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)植物耐旱和氣孔進(jìn)化的新機(jī)制

近日，我刊編委、浙江大學(xué)作物科學(xué)研究所張國平教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合澳大利亞、美國、英國、以色列、加拿大和德國的27位科研人員在《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表了題為“Evolution of chloroplast retrograde signaling facilitates green plant adaptation to land”的研究論文（https://www.pnas.org/content/116/11/5015），提出并驗(yàn)證了關(guān)于植物如何在4.5億年前由水生向陸生過渡的新理論，揭示了葉綠體逆行信號(hào)通路SAL1-PAP的起源和進(jìn)化是植物進(jìn)化的重要組成部分。該發(fā)現(xiàn)加深了對植物耐旱性進(jìn)化及適應(yīng)氣候變化的理解，對作物耐旱育種和栽培提供了新思路。

該研究小組分析了已發(fā)表基因組的31種陸生植物和藻類的61個(gè)與葉綠體逆行信號(hào)等相關(guān)的蛋白家族，驗(yàn)證了它們的進(jìn)化過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，陸生植物與其祖先的近親淡水鏈型綠藻（輪藻和鏈絲藻）具有相近的能夠使植物迅速應(yīng)對干旱脅迫的遺傳特征，并發(fā)現(xiàn)了一種起源于鏈型綠藻的分子信號(hào)傳導(dǎo)和保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)化并保留在陸生植物中，使之能適應(yīng)干旱的生長環(huán)境。該項(xiàng)研究表明，植物干旱防御的逆行信號(hào)通路首先出現(xiàn)于鏈型綠藻中，后來被陸生植物保留以應(yīng)對陸地生長環(huán)境。大多數(shù)陸生植物，例如地錢、苔蘚、蕨類、農(nóng)作物和其他開花植物都存在相似的逆行信號(hào)通路，而且該信號(hào)通路對陸生植物氣孔關(guān)閉的調(diào)控亦非常保守。通過基因編輯等分子生物學(xué)方法調(diào)控該通路上的相關(guān)基因，將是耐旱育種的一種新途徑。

該研究受到國家自然科學(xué)基金、澳大利亞研究理事會(huì)和英國生物技術(shù)與生物科學(xué)研究理事會(huì)等多家單位的資助。論文受到了廣泛的關(guān)注，先后被美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）旗下www.Eurekalert.org網(wǎng)站，www.phys.org和www.scienmag.com等國外科學(xué)媒體網(wǎng)站報(bào)道。

——《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）》編輯部