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水稻在種植過程中，經常因為天氣等外部因素發生倒伏，嚴重影響產量甚至可能造成絕收。這一不利情況能否避免？11月19日，記者從福建農林大學獲悉，該校研究團隊在全球率先發現了生長素的胞外新受體，調控植物生長發育的分子機制，攻克了“植物細胞如何直接感知胞外生長素信號”這一科學難題。此舉有望通過減弱生長素的作用，在不影響結實率的情況下，提高水稻的抗倒伏能力。相關研究成果于11月17日發表在國際期刊《細胞》上。
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在線截圖。
據了解，生長素是植物中最早發現也是最核心的激素，因其促進生長而被命名。近百年的研究證實，生長素參與調控植物幾乎所有的生長發育過程，如胚胎發育、組織分化、器官發生等。作為一種天然的小分子化合物，生長素復雜多樣的生物學功能是如何實現的？植物細胞是否直接感知并傳遞胞外生長素信號，一直是生長素研究領域關注和爭論的焦點。
此次研究發現了兩個新的生長素結合蛋白。這兩個蛋白定位在細胞膜和細胞壁的間隙中，當生長素出現的時候，可以誘導該生長素結合蛋白和細胞膜上的TMK蛋白激酶形成復合體，然后該共受體復合體可以激活一系列細胞內相關蛋白，從而將細胞外的生長素信號傳遞到細胞內部，最終調節植物細胞形態建成，如下胚軸快速生長、葉片發育、根的向重力性和結實率等生長發育過程。
“本研究的發現為利用合成生物學技術，針對植物生長素調控網絡進行工程化改造，創制高產、優質農作物提供了新路徑。”福建農林大學于永強博士說，通過這一技術能精準地調節植物對生長素的響應，實現更高的產量和更好的品質，將為解決全球范圍內糧食安全問題作出重要貢獻。
據介紹，這是福建農林大學繼徐通達團隊2019年、楊貞標團隊2021年分別在《自然》上解析生長素-TMK信號途徑后，該校在原創性科技創新成果上再次取得的重要進展，奠定了該校在生長素基礎研究領域的國際學術地位。