缺铜响应调节因子SPL7参与拟南芥利用光合同化物的生长和发育

以下文章来源于ThePlantCell ，作者TPC

近日，德国波鸿鲁尔大学Ute Krämer教授研究组在The Plant Cell在线发表了题为 Energy status-promoted growth and development of Arabidopsis require copper deficiency response transcriptional regulator SPL7 的研究论文，研究了spl7突变体生长缺陷的机理，发现突变体不能有效利用植物体内大量积累的糖。

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背景回顾

为了完成复杂的系列生化反应，生物以蛋白辅助因子的形式有效利用了地球现存丰富金属的化学特性，包括铜（Cu）。模式植物拟南芥的基因组编码了大约300个需要铜辅助的蛋白，其中有两个蛋白在光合作用和呼吸作用中介导了重要的电子传递反应，参与植物能量代谢核心过程。土壤中可用的铜往往含量不足，植物则通过激活根部的铜吸收、并重组其代谢以消耗更少的铜作为回应（例如用不依赖铜的功能对等蛋白替代依赖铜的相关蛋白）。转录因子SPL7蛋白介导了伴随此转化的基因调节过程中相关的变化。

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科学问题

鉴于铜在植物能量代谢中的关键作用，我们提出拟南芥中SPL7蛋白在介导铜参与的植物代谢和发育方面是否存在它功能的问题。此外，我们还对哪些基因可能有助于这些额外功能并受SPL7的直接转录调控进行了全局研究。

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研究发现

我们发现spl7突变体不能有效利用糖反而在植物体内积累糖 ---- 尽管其能量状态颇高，spl7突变体却生长发育不良。我们还发现，光合作用和呼吸作用中依赖铜的关键功能通路在突变体中仍然完整，这表明spl7突变体可能在感知高能量状态或在将其适当传递到生长反应通路方面存在缺陷。然而，最广为研究的核心糖信号传导通路在spl7突变体中亦表现正常。最后，为了了解SPL7与植物利用糖的关系，我们在拟南芥幼苗中全局鉴定了与SPL7直接结合的启动子和依赖SPL7调节的基因。

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展望未来

基于以上信息，我们未来准备进一步检测若干确定的SPL7目标基因和相关通路，了解其是否和如何参与依赖SPL7的糖利用过程。对应对内源糖水平且依赖SPL7的反应进行全局分析也将提供更多有效信息。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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