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    植物為何不開花? 中研院發現關鍵調控機制

    中研院植微所副研究員涂世隆團隊發現全新的植物基因表現調控機制,光敏素如何影響植物生長發育。(圖由中研院提供)

    中研院植微所副研究員涂世隆團隊發現全新的植物基因表現調控機制,光敏素如何影響植物生長發育。(圖由中研院提供)

    2019/09/26 11:52

    〔記者簡惠茹/台北報導〕基因表現如果出錯,不僅會導致人類許多遺傳性疾病,也會造成植物生長遲緩、延遲開花等問題,中研院植微所副研究員涂世隆團隊發現全新的植物基因表現調控機制,光敏素如何影響植物生長發育。

    光線是影響植物基因表現的重要關鍵之一,而其中不可或缺的調控因子則是感測光線的「光敏素」(phytochrome),中央研究院植物暨微生物學研究所涂世隆副研究員發現,植物吸收光之後,感測光線的「光敏素」進入細胞核調控基因表現過程的剪接步驟,啟動基因產出各式蛋白質產物,控制植物生長發育,此研究成果已於今年8月刊登於《植物細胞》(The Plant Cell)。

    涂世隆指出,植物體內存在各種光接受器,感測不同波長的光線以調節生長,這次研究的紅光接受器蛋白「光敏素」,過去已被證實會影響植物基因剪接,研究團隊透過植物「小立碗蘚」接收紅光照射後,來觀察光敏素如何調控植物基因表現。

    涂世隆團隊研究發現,光敏素調控植物基因表現裡的替代性剪接,以及前訊息RNA、和負責執行剪接的複合體等蛋白質進行一連串的交互作用,讓一個基因產出多種不同的蛋白質,確保植物能正常發育;藉由不同的前訊息RNA剪接方式,可使一段基因產生多種不同類型的mRNA,進而影響蛋白質產物的組成,轉譯出多種不同蛋白質,顯著影響植物的生長發育、生理調控。

    涂世隆研究團隊也發現,小立碗蘚若缺少光敏素,以及會和光敏素進行交互作用的蛋白質,將導致替代性剪接缺失及發育形態變異,此也證實這些蛋白質藉由執行替代性剪接,確保光照下的小立碗蘚可以正常發育。

    涂世隆指出,許多研究顯示,替代性剪接的缺失會導致多種植物生長問題,例如生長遲緩、延遲開花等,然而,目前科學家對於植物如何進行替代性剪接的瞭解仍相當缺乏,若能深入理解替代性剪接如何調控開花,便有機會藉此控制植物開花時間,調節或延長花卉作物的產季,目前研究團隊正朝此方向努力。

    中研院表示,本研究由中研院及科技部支持,第一作者為本院國際研究生分子與生物農業科學學程博士班學生施珏如,涂世隆為指導教授。

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