| 두가지 식물 호르몬의 협동 조절 메커니즘 규명 | ||
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  중국과학원 유전·발육생물학연구소 Chu Chengcai(儲成才) 연구팀은 식물 스트레스 호르몬인 아브시스산(ABA)과 생장촉진 호르몬인 브라시노스테로이드(BR)가 “서로를 죽이는” 관계 외에도 식물 생장을 협동 조절할 수 있는 현상 및 분자 메커니즘을 규명했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 "Nature-Plants"에 게재되었다. ABA와 BR은 두가지 중요한 식물 호르몬이다. ABA는 환경 스트레스에 대한 식물의 반응과 밀접한 관련이 있으며 전형적인 스트레스 호르몬이다. 기존의 연구에서 두 호르몬 사이에 하나의 물질(또는 과정)이 다른 물질(도는 과정)에 의해 억제되는 길항 현상이 존재함을 밝혔다. 연구팀은 저농도 (10μM) ABA가 유묘 잎 발육 특정 시간대에 기존에 보고된 고농도 ABA처럼 억제작용을 하는 것이 아니라 논벼 유모 잎 경사각의 증가를 촉진함을 발견했다. 해당 촉진 작용은 건전한 BR 합성 및 신호 전달 경로에 의존한다. 전사체 데이터 분석 결과, 저농도 ABA 반응 유전자는 거의 60%가 브라시놀라이드(BL)에 의해 같은 방향으로 유도될 수 있는 반면, 1%만이 BL에 의해 역조절된다. 이는 식물체가 전사 수준에서 저농도 ABA와 BL에 대한 초기 반응은 길항보다 협동을 위주로 함을 보여준다. 메커니즘을 심층 분석한 결과, ABA는 BR 합성조절 유전자 OsGSR1의 발현을 신속하고 경미하게 유도함으로써 제한적이고 지속불가능한 방식으로 BR 합성 및 신호를 활성화시킨다. 그리고 ABA의 OsGSR1 발현 조절은 ABI5가 아닌 ABA 신호 핵심 전사인자 ABI3에만 의존한다. 염 스트레스 처리 분석 결과, 초기 제한적인 BR 신호 활성화 또는 OsGSR1의 정상 발현은 저농도 ABA 매개의 염 스트레스 내성에서도 중요한 역할을 한다. 흥미롭게도 고농도 ABA 처리에서는 ABA와 BR의 협동 효과를 효과적으로 감지할 수 없었다. 이는 식물체가 다양한 정도의 환경 스트레스에 대응하기 위해 서로 다른 적응성 전략을 채택할 가능성이 있음을 시사한다. 해당 연구는 ABA와 BR 사이의 협동 상호작용의 존재를 명확히하고, 해당 협동 작용이 부분적으로 ABI3-OsGSR1 모듈에 의존하는 분자 메커니즘에 규명했으며, 스트레스 호르몬과 생장 호르몬 사이의 복잡한 상호작용을 전반적으로 해명하기 위한 새로운 돌파구를 제공했다. 작물의 스트레스 내성 개선에서 작물의 다양한 정도의 스트레스에 대한 차별화 적응 메커니즘을 고려함으로써 적절한 스트레스 내성을 획득함과 아울러 작물의 생장 발육에 악영향을 미치지 않도록 확보해야 한다. 정보출처 : https://www.cas.cn/cm/202107/t20210706_4797089.shtml |
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