褪黑激素是人腦部深處像松果般大小的“松果體”分泌的一種胺類激素，所以有人叫它“松果體素”。褪黑激素是由位于第三腦室后壁的松果體分泌出來的激素。褪黑素最大的特點(diǎn)應(yīng)該是，它是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的內(nèi)源性自由基清除劑。褪黑素的基本功能就是參與抗氧化系統(tǒng)，防止細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷，在這方面，它的功效超過了已知的所有體內(nèi)物質(zhì)，而且它控制體內(nèi)各種內(nèi)分泌腺的活動(dòng)。近年來，國內(nèi)外對(duì)褪黑激素的生物學(xué)功能，尤其是作為膳食補(bǔ)充劑的保健功能進(jìn)行了廣泛的研究，表明其具有促進(jìn)睡眠、調(diào)節(jié)時(shí)差、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤等多項(xiàng)生理功能。近年來人們發(fā)現(xiàn)植物中也含有褪黑激素并已經(jīng)在多種植物中特別是食用和藥用植物中檢測(cè)出來，在植物中廣泛進(jìn)行褪黑激素的研究將對(duì)人類的營養(yǎng)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)提供非常有益的信息。

　　中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)冷害可以快速誘導(dǎo)擬南芥體內(nèi)褪黑素的含量，而且冷害可以誘導(dǎo)擬南芥鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子ZAT6基因的表達(dá)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ZAT6直接參與調(diào)控的CBF1-3基因的表達(dá)是褪黑素誘導(dǎo)植物對(duì)冷脅迫抗性所必需的，而并不調(diào)控冷脅迫處理過程中褪黑素含量的變化。從而部分解析了褪黑素誘導(dǎo)植物抗冷脅迫的分子機(jī)理, 這也是目前為止首次褪黑素在植物體內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究報(bào)道。

　　以上研究獲得國家自然科學(xué)基金(No.31200194 和No.31370302)、中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”、中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目(No.54Y154761O01076和No.29Y329631O0263)、中國科學(xué)院武漢植物園“十二五”自主創(chuàng)新重大項(xiàng)目(No.55Y455446O0544)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(No.29Y429371O0437)和中國科學(xué)院植物種質(zhì)創(chuàng)新與特色農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)秀青年人才計(jì)劃(No.52Y452331O03和No.52Y352811O0381)的共同支持。相關(guān)研究結(jié)果在生理學(xué)國際期刊Journal of Pineal Research (doi: 10.1111/jpi.12155)上在線發(fā)表。

鋅指蛋白AtZAT6參與褪黑素誘導(dǎo)植物抗冷脅迫的分子機(jī)理