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王一
独脚金是玄参科独脚金属的一种半寄生型杂草，通常，独脚金会通过感知宿主植物分泌到土壤的小分子激素—独脚金内酯（SL）开始其生命活动。研究表明，独脚金对宿主SL的识别是由ShHTLs（HYPOSENSITIVETOLIGHT）受体介导的，并且该受体起源于非寄生植物中的KAI2（HYPOSENSITIVETOLIGHT/KARRIKININSENSITIVE2）受体。有趣的是，KAI2受体不能识别中植物中唯一存在的2′R对映体构型的SLs（可以被参与营养生长调节的DWARF14受体识别），但是KAI2可以对karrikins（KARs，一类丁烯内酯类化合物）产生反应并被非天然2′S对映体构型的SLs激活。这表明，ShHTL受体是从祖先KAI2进化出感知2′R-SLs的能力，但是目前关于这两种受体之间的关联尚不清楚。
近日，加拿大UniversityofToronto的研究人员通过一系列试验研究发现，通过对KAI2受体的蛋白质序列进行三次氨基酸序列的替换，可以使其同时具备感知KAR和SLs的功能。该研究结果以题为Threemutationsrepurposeaplantkarrikinreceptortoastrigolactonereceptor发表在PNAS上。
该研究首先比较了KAI2和ShHTL7受体之间配体结合区的氨基酸序列差异，共鉴定出8个ShHTL7残基（Tyr26、Leu、Thr、Leu、Thr、Tyr、Thr和Cys）。之后，研究人员将所有残基的单、双和三个组合替换到KAI2的等效同源位置，从而生成了92个嵌合KAI2基因变体。在此基础上，该研究测试了92个嵌合KAI2变体对SLs的响应，发现七个变体（Var21、Var37、Var62、Var64、Var65、Var66和Var67）可与rac-GR24（人工合成的同时具有2′Rand2′S的SL）发生相互作用。进一步的功能分析表明，Var64变体（TrpLeu、PheThr和GlyThr的替换）具有潜在的SL识别功能，并且Var64中的KUF1基因（受SL和KAR信号诱导）表达显著上调。生化分析结果则表明，Var64变体可同时识别(+)-(2′R)-GR24和()-(2′S)-GR24，并且优先选择前者。而进一步的结构和动力学研究则发现，与KAI2相比，Var64具备更大、更灵活的配体结合口袋，并且可以与SL对映体形成更稳定的相互作用。
IdentificationofKAI2variantsthatperceivesSL
总之，该研究发现通过对KAI2中TrpLeu、PheThr和GlyThr三种氨基酸进行（ShHTL7）等位替换，可以消除KAI2的受体特异性，使其同时识别不同构型的SLs。该研究结果有助于理解受体如何进化以感知不同类型信号，并为进一步解决独脚金对农业生产的负面影响提供了新的思路。
参考文献
A.Scaffidietal.,StrigolactonehormonesandtheirstereoisomerssignalthroughtworelatedreceptorproteinstoinducedifferentphysiologicalresponsesinArabidopsis.PlantPhysiol.,–().
M.T.Waters,A.Scaffidi,G.R.Flematti,S.M.Smith,Theoriginsandmechanismsofkarrikinsignalling.Curr.Opin.PlantBiol.16,–().
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