当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

研究揭示植物激素独脚金内酯作为跨界信号分子的演化机制

2025/10/20

文章导读
你绝对想不到,植物与真菌、细菌之间竟存在一种“化学语言”?一种名为独脚金内酯的植物激素,竟能跨越物种被微生物感知,背后竟隐藏着数十亿年的演化博弈。研究揭秘:细菌与真菌竟通过水平基因转移,独立“窃取”了感知植物信号的能力。更惊人的是,这些基因在被“劫持”前,早已具备水解激素的预适应功能。这不仅是分子演化的巧思,更揭示了跨界信号交流的起源之谜。一场关于基因、激素与共生的远古大戏,正在揭开序幕。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

独脚金内酯不仅是重要的植物内源激素,还能作为根际信号被某些真菌和细菌所感知,进而调控它们与植物的互作。在植物中,独脚金内酯受体是由D14/KAI2基因编码的α/β水解酶。先前研究表明,植物的D14/KAI2是通过水平基因转移起源于变形菌门细菌的RsbQ基因,形成横跨植物与细菌的D14/KAI2/RsbQDKR)家族。在真菌中鉴定到的另一种α/β水解酶CpD14,被证明是独脚金内酯信号系统的关键组分,也是潜在的独脚金内酯受体。

近日,中国科学院昆明植物研究所联合国内外多家科研机构开展的一项研究发现,具有显著相似性的CpD14同源序列集中分布在锤舌菌类真菌和放线菌门细菌当中,形成了跨越真菌与细菌的CpD14-likeCDL)家族。进一步的分析表明,CDL基因最可能从放线菌水平转移到锤舌菌类真菌共同祖先当中。CDL与DKR是两种不同结构类型,但分子功能趋同的α/β水解酶。变形菌RsbQ和放线菌CDL蛋白已经具备结合和水解独脚金内酯的功能活性,代表了一种进化上的预适应。 

基于现有的认知,研究人员提出一个独脚金内酯信号系统的演化路径模型:在植物产生独脚金内酯之前,细菌已演化出多种α/β水解酶(如RsbQ和CDL)用于裂解丁烯酸内酯或相似的酯类。这些α/β水解酶的结构框架决定了其具有独脚金内酯结合与水解活性的潜力。约9亿年前,变形菌RsbQ基因通过水平转移被链型植物的共同祖先获得,并演化为D14/KAI2,以催化类似的酯类裂解反应。在独脚金内酯的生物合成途径于约5亿年前从陆生植物中演化出来后,D14/KAI2作为受体被纳入到植物的独脚金内酯信号系统当中。在真菌中,放线菌CDL基因在约4.5亿年前通过独立的水平转移事件被锤舌菌类真菌的共同祖先所获取。与植物D14/KAI2类似,结构和功能上预适应的RsbQ与CDL蛋白可通过简单的氨基酸替换,在真菌和细菌中演化为特定类型的独脚金内酯受体或响应蛋白。

该研究不仅证明功能预适应基因的独立水平转移事件可以引发重大创新性状的趋同演化,还为跨界生物类群中独脚金内酯信号系统的起源与演化提供了新见解。

相关研究成果发表在《分子植物》(Molecular Plant)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院等的支持。

论文链接

研究揭示植物激素独脚金内酯作为跨界信号分子的演化机制

独脚金内酯信号系统在不同生物类群中的演化路径模型


版权声明:
文章来源 昆明植物研究所,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年智慧教育与数据挖掘国际学术会议(SEDM 2026)(2026-06-27)

2026仪器仪表、先进材料与智能制造国际会议(ICIAMIM 2026)(2026-07-02)

2026年第五届机器学习、云计算与智能挖掘国际会议(2026-07-10)

2026年IEEE第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-07-24)

第六届互联网技术与教育信息化国际学术会议 (ITEI 2026)(2026-07-24)

第五届航空航天工程与系统国际研讨会(ISAES 2026)(2026-07-24)

第十届教育、管理与社会科学国际学术会议 (ISEMSS 2026)(2026-07-24)

第六届电气工程与机电一体化技术国际学术会议(ICEEMT 2026)(2026-07-24)

第五届能源与电力系统国际学术会议 (ICEEPS 2026)(2026-07-24)

第九届声学、振动、噪声控制国际研讨会(CAVNC 2026)(2026-08-07)

2026年计算机、通信安全与密码学国际会议(ICCSC 2026)(2026-8-16)

2026年生物医学与医学材料国际会议(BMM 2026(2026-8-15)

2026年现代化教育与艺术鉴赏国际会议(ICAAME 2026)(2026-7-25)

2026翻译学、应用语言与心理学国际会议(ICTSALP 2026)(2026-7-11)

2026年语言翻译与跨文化交流国际会议(ICLTCCC 2026)(2026-7-8)

2026年遥感技术、地理信息与空间数据国际会议(RSGISD 2026)(2026-7-27)

2026年电子、微芯片与网络应用国际会议(ICEMNA 2026)(2026-7-19)

2026年应用心理学与智慧教育国际会议(ICAPSE 2026)(2026-7-9)

2026年石油工程、海洋工程与化学工程国际会议(ICPEOECE 2026)(2026-7-13)

2026年航空航天、机电工程与材料应用国际会议(AMEEMA 2026)(2026-7-11)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。
综合推荐区