生物体的表型、生存与繁衍取决于遗传、环境及基因型-环境互作。生物体表型发育具稳定性与可塑性这两个基本特征。植物生殖器官(花与果实)形态结构表现出高度稳定性和一定的可塑性,这为研究稳定性与可塑性协同影响植物发育与进化提供了理想体系。
重点实验室贺超英团队前期发现外显子拼接复合体成员BARENTSZ(BTZ)响应温度变化维持水稻花器官发育稳定性的作用。近期研究表明,盐(NaCl)胁迫能够驱动水稻BTZ蛋白发生相分离,其中招募一些盐诱导蛋白形成应激颗粒;编辑水稻BTZ基因明显降低了水稻植株的耐盐性,并在盐胁迫条件下进一步显著降低结实率。进一步分析发现,盐胁迫能够驱动所有受试植物BTZ蛋白发生相分离。功能进化分析表明BTZ中的朊病毒样无序区(PrD.L)是盐处理后促使BTZ发生相变的关键,且在系统发生上具有保守性。
上述研究结果揭示了水稻BTZ参与花器官发育及植物BTZ应答盐胁迫而发生相变的保守性与进化式样及机制,为理解BTZ蛋白参与植物生殖器官发育可塑性与适应性进化提供了新视角。
科研人员还受邀就近年来对植物生殖器官可塑性和稳定性的研究进展进行综述,总结出在转录、转录后、相变与表观调控等层面上的多重机制,并提出了该领域未来的研究范式和重点研究方向,对该领域未来研究具有重要指导意义。
研究成果近期发表于国际学术期刊Rice和Plant, Cell & Environment上。研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接:
http://doi.org/10.1186/s12284-025-00830-3
http://doi.org/10.1111/pce.15566
BTZ蛋白应对盐胁迫发生相变及其进化
表型可塑性与稳定性未来研究范式和重点研究方向