全 文 ：中国科学院上海药物研究所徐华
强课题组与中国科学院遗传与发育生
物学研究所李家洋课题组以及澳大利
亚塔斯马尼亚大学 Steven M Smith
课题组共同合作，成功解析了独脚金内
酯代谢物与 DWARF14活性中心共价
螯合结构以及受体 DWARF14与激素
GR24复合物晶体结构，同时创新性地
发现了 DWARF14 以及同源蛋白
DAD2在激素存在时的不稳定性，提示
了独角金内酯信号通路新的作用机制。
研究成果于 10 月 16 日在线发表于
《细胞研究》（Cell Research）杂志。
独脚金内酯是最近几年新发现的
一种重要的植物激素，该激素在植物生
长发育及适应外界环境变化的过程中
具有重要的感知和信号转导作用。独脚
金内酯受体的结构和功能及其信号通
路机制一直以来仍不清楚，对独脚金内
酯遗传学、生物化学以及结构生物学方
面的研究，能够帮助解决世界范围内寄
生植物危害、提供粮食产量、优化低氧
分投入、高产量、高质量的粮食品种问
题，为开发新型除草剂提供结构基础。
该成果是徐华强与合作者在植物
激素独脚金内酯分子机制研究领域的
又一突破。五年内他们发表了相关学术
论文三篇，第一篇论文发表在 2013年
的 Cell Research 杂志上，该研究成果
成功解析了 Strigolactone 受体蛋白
D14以及同源蛋白 KA12的三维结构，
为进一步阐述独脚金内酯分子机制提
供结构基础。第二篇论文发表在 2013
年的 Natrue 杂志上，该篇论文阐明独
脚金内酯通过诱导其抑制因子 D53降
解调控水稻的分蘖和株型。此研究成果
入选“2014年度中国科学十大进展”。
这些论文深入系统地对独脚金内酯的
受体结构与功能进行研究，阐述 D14
就是新型植物激素独角金内酯的直接
受体，解析了受体与激素的复合物晶体
结构，并揭示了独脚金内酯信号识别和
信号转导的重要分子机制，为阐述整个
信号通路的分子机制奠定基础，具有重
要理论意义和潜在应用价值。 （刘刚）
10 月 23 日，PLOS Genetics 发
表了中国科学院上海生命科学研究院
植物生理生态研究所林鸿宣研究组题
为 DCA1 Acts as a Transcriptional
Co-activator of DST and Con-
tributes to Drought and Salt Toler-
ance in Rice 的研究论文。该工作揭
示了水稻抗逆性状的转录调控机制。
随着水资源短缺、土壤盐碱化的趋
势日益加剧，干旱和盐碱已成为影响农
作物生产的两大主要危害因子，威胁粮
食安全。为了解决这一农业难题，长期
以来国内外植物学家致力于开展作物
抗逆性状的分子调控机理研究，为作物
抗逆分子育种改良提供理论基础。
该研究组在前期研究中鉴定到一
个控制水稻抗旱耐盐的重要转录因子
DST（Drought and Salt Tolerance）。
为了进一步完善 DST 的抗逆调控机
制，该研究组博士生崔龙岗等通过酵母
双杂交技术寻找参与 DST抗逆机制的
新成员，发现了 DST Co-Activator 1
（DCA1），其是一个功能未知的 CHY锌
指蛋白。当过量表达 DCA1时使转基因
水稻植株对盐、旱胁迫变得更敏感，而
该基因的突变体 dca1却明显增强水稻
对盐、旱胁迫的耐受性，表明 DCA1是
一个抗逆负调控因子。通过进一步研究
证明 DCA1对 DST的转录活性具有促
进作用，并且过量表达 DCA1可以增加
气孔开度而 DCA1可以降低气孔开度，
这种调控气孔的开度是通过调节 H2O2
的量而实现的，DCA1 与 DST 可能形
成异源四聚体行使调节 H2O2的功能。
这些研究结果为作物抗逆机理的深入
研究提供新线索，并且为作物抗逆性
（抗旱和耐盐）的分子育种提供有价值
的基因专利。
该研究得到了科技部和国家自然
基金委等的资助。 （刘刚）
病原真菌一方面可引起果实腐烂
造成巨大的经济损失，另一方面会产生
真菌毒素威胁人类健康。近年来，真菌
毒素诱发的食品安全问题越来越受到
世界各国关注。由扩展青霉（Penicilli-
um expansum）产生的棒曲霉素（Pat-
ulin）是造成果蔬及其加工制品污染的
重要真菌毒素，然而棒曲霉素生物合成
的分子基础及其调控机制并不清楚。
中国科学院植物研究所田世平研
究组对两种青霉菌（扩展青霉 P. ex-
pansum，能侵染多种不同种类的果实；
意大利青霉 P. italicum，只侵染柑橘类
果实）进行了全基因组 de novo测序，
分别获得了 33.52 Mb和 28.99 Mb的
高质量基因组草图。比较基因组学分析
发现，P. expansum 的次生代谢基因
组群非常发达，包含 55个次生代谢基
因簇，数量相当于 P. italicum 的 2倍。
进一步研究发现，P. expansum 中含
有一个完整的棒曲霉素合成基因簇，该
基因簇由 15个基因组成，编码 11个催
化酶、3个转运蛋白和 1个特异性转录
因子。基因敲除实验证明 PePatL 和
PePatK 在棒曲霉素合成途径中起到
关键作用。与之相比，P. italicum 基因
组仅含有 3个棒曲霉素合成相关基因，
因此不能产生棒曲霉素。
该研究结果为进一步解析棒曲霉
素生物合成调控的分子机制以及青霉
属真菌寄主专化性等生物学问题奠定
了基础。
相关研究成果近期作为封面文章
发表在植物病理学学术期刊 Molecular
Plant-Microbe Interactions上。田世平
研究组的副研究员李博强和博士毕业
中科院在真菌毒素
生物合成的分子基础
方面研究取得进展
上海生科院发现水
稻抗旱耐盐转录调
控 通 路 新 成 员
中外科学家合作揭示
植物激素独脚金内酯
信号通路新的作用机制
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