4月11日，中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所何玉科研究組在Plant Cell 雜志上在線發(fā)表題為HEAT-INDUCED TAS1 TARGET1 Mediates Thermotolerance via HEAT STRESS TRANSCRIPTION FACTOR A1a–Directed Pathways in Arabidopsis 的研究論文。該研究探索了一類新的植物抗熱基因家族——HTTs 在植物抗熱途徑中的位置和調(diào)控作用，對人們深入了解植物抗熱的分子機制，在遺傳上改良作物抗熱性狀有重要意義和應用價值。
高溫脅迫嚴重影響了作物的生長發(fā)育，是作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要威脅，提高作物的抗熱性是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的緊迫課題。植物對高溫脅迫的響應是一個涉及多信號途徑、多基因調(diào)控的復雜過程。植物體類多種熱激蛋白（Hsp）是已知的高溫脅迫響應蛋白，熱激轉(zhuǎn)錄因子（Hsf）是一類已知的有抗熱功能的基因。然而這些Hsfs和Hsps調(diào)控途徑中的關(guān)鍵因子知之甚少。
何玉科研究組長期以來將模式植物擬南芥和大白菜、青菜等蔬菜作物作為研究對象，克隆和研究植物中有潛在利用價值的小RNA和抗熱基因，探索作物不同品種抗熱性變異的遺傳基礎。研究發(fā)現(xiàn)，TAS1-siRNAs的兩個靶基因HTT1 和HTT2 受高溫脅迫誘導表達，在擬南芥中降低或提高HTT基因的表達水平均影響植物的抗熱性，而過表達TAS1 基因可下調(diào)HTT 基因的表達，減弱轉(zhuǎn)基因植物的抗熱性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，熱激轉(zhuǎn)錄因子HsfA1a可直接結(jié)合在HTT 基因的啟動子上，從而激活后者的轉(zhuǎn)錄，影響植物抗熱性。同時HTT1蛋白與Hsp70-14、NF-YC2以及Hsp40等熱激蛋白存在直接相互作用，形成復合體介導植物高溫脅迫響應。另一方面，Hsf 家族基因的表達還受到HTT 基因的正調(diào)控，形成級聯(lián)放大效應，促使植株在短時間內(nèi)響應高溫脅迫。研究組還在大白菜上研究了HTT 基因的抗熱作用，發(fā)現(xiàn)HTT 基因的表達調(diào)控機制不同于擬南芥。
該工作得到國家重點基礎研究發(fā)展計劃（“973”計劃）的資助。
