2023年6月,教育部颁发了高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)获奖证书,王学路教授领衔、蒋建军等参与完成的“油菜素甾醇信号转导网络及其调控植物生长发育的多重机制”研究项目,荣获2022年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖——自然科学奖二等奖。
奖项名称:油菜素甾醇信号转导网络及其调控植物生长发育的多重机制
主要完成单位:复旦大学
主要完成人:王学路,王海娇,蒋建军,张弛,程银伟,杨梦冉,朱文姣
项目简介:
植物激素是植物体内产生的微量化学物质,对生长发育有重要的调控作用,其中植物激素油菜素甾醇(BR)是一类促进植物生长发育的激素,其通过信号转导调节植物生长发育的多个方面。该项目代表性成果针对BR如何进行高效信号转导并特异调节不同生长发育过程的关键科学问题,综合采用多种生物学方法和创新思路,取得了一系列原创性科学发现。主要包括:(1)发现了BR受体调控蛋白BKI1的双重功能,揭示了受体BRI1特异传递BR信号的分子机制,建立了一条从BR受体到转录因子的非经典的快速信号转导通路(2011, Developmental Cell)。(2)揭示了下游核心转录因子BES1起主要作用并具有更强功能的新型转录本BES1-L,解决了BR信号转导领域对BES1功能和定位的长期争议(2015, Plant Cell);发现了光信号通过E3泛素连接酶SINATs调控BES1蛋白稳定性的机制,揭示了光和植物激素共同调节光形态建成的新机制(2017, Developmental Cell)。(3)发现并阐明了BR通过不同信号转导环节在多个水平特异调节不同生长发育的机制:通过下游核心转录因子BES1直接调节雄性育性的机制(2010, PNAS);通过信号转导中间核心蛋白激酶BIN2特异调控根毛发育的遗传和分子机制(2014, eLife)。这些成果为激素调控植物生长发育的分子机制提供了新的模式,为解析植物生长发育调控的复杂性提供了理论基础,为设计改良作物的育性、株高、抗旱性等重要性状提供了重要理论依据和新思路。
项目代表性论文:
Wang, H., Yang, C., Zhang, C., Wang, N., Lu, D., Wang, J., Zhang, S., Wang, Z.X., Ma, H. and Wang, X., 2011. Dual role of BKI1 and 14-3-3 s in brassinosteroid signaling to link receptor with transcription factors. Developmental Cell, 21(5), pp.825-834.
Jiang, J.*, Zhang, C.* and Wang, X., 2015. A recently evolved isoform of the transcription factor BES1 promotes brassinosteroid signaling and development in Arabidopsis thaliana. The Plant Cell, 27(2), pp.361-374.
Yang, M., Li, C., Cai, Z., Hu, Y., Nolan, T., Yu, F., Yin, Y., Xie, Q., Tang, G. and Wang, X., 2017. SINAT E3 ligases control the light-mediated stability of the brassinosteroid-activated transcription factor BES1 in Arabidopsis. Developmental Cell, 41(1), pp.47-58.
Ye, Q., Zhu, W., Li, L., Zhang, S., Yin, Y., Ma, H. and Wang, X., 2010. Brassinosteroids control male fertility by regulating the expression of key genes involved in Arabidopsis anther and pollen development. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(13), pp.6100-6105.
Cheng, Y., Zhu, W., Chen, Y., Ito, S., Asami, T. and Wang, X., 2014. Brassinosteroids control root epidermal cell fate via direct regulation of a MYB-bHLH-WD40 complex by GSK3-like kinases. eLife, 3, p.e02525.
图:项目对建立油菜素甾醇信号网络及其调控生长发育过程机制的贡献。红色标识为项目发现的新基因和新调控机制。