植物所发现马达蛋白调控赤霉素合成与细胞伸长的新途径

　　马达蛋白(motor protein）是依赖于细胞骨架蛋白将化学能转变为机械能的一类蛋白，在动植物细胞生长和细胞分裂中是必不可少的。但是除提供能量之外，该类蛋白在动物和植物细胞中是否还具有其它生理功能还不为人所知。植物研究所种康研究组与其合作者发现并证实了一个kinesin类型马达蛋白具有转录因子活性，其突变导致赤霉素（GA）合成水平降低，而使细胞伸长受阻。

　　研究人员在水稻中发现了一个种子及各器官都明显变短的突变体gdd1，生理学实验表明，突变体对赤霉素应答正常且外源施加可以恢复其表型，结合遗传学分析，证明gdd1为一个新的赤霉素合成缺陷突变。研究人员通过图位克隆分离了GDD1基因，证明该基因位于9号染色体，编码一个kinesin类型的马达蛋白BC12。基因芯片分析显示，gdd1突变体中赤霉素合成的关键基因KO2的转录水平明显下调。通过生物信息学分析、EMSA和ChIP证明，GDD1可以与KO2的启动子结合，并具有转录因子活性，由此认为GDD1的靶基因是赤霉素合成的关键基因KO2。进一步借助毛细管电泳和质谱鉴定，证实突变体中赤霉素合成减少。这一发现揭示了赤霉素合成调节的新模式，为马达蛋白在动植物细胞生长和细胞分裂中的功能研究开辟了新的途径。GDD1基因在分子育种中具有潜在的应用前景。

　　相关研究工作于2月15日发表在国际学术杂志《植物细胞》（The Plant Cell）上（论文链接：http://www.plantcell.org/cgi/reprint/tpc.110.081901v1）。该研究得到了基金委创新研究群体项目和国家863项目的资助。

GDD1突变引起细胞生长、KO2基因表达以及赤霉素（GA）代谢受阻。A.突变体种子和穗以及细胞生长受阻。B. GA恢复突变体微管排布，GDD1具有转录激活活性。C. GDD1的定位与突变体GA代谢。