研究發現NEK6激酶調控植物生長及脅迫反應和乙烯合成

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所基因組生物學研究中心張勁松實驗室和陳受宜實驗室研究發現，NEK6激酶調控植物生長及脅迫反應和乙烯合成。

　　前期的研究表明，煙草乙烯受體基因NTHK1在擬南芥中異源表達，導致轉基因植株具有鹽敏感的表型。對于NTHK1轉基因植株的芯片分析發現，NEK6基因在轉基因株系中下調，因此對該基因進行了進一步分析。NEK類激酶具有保守的N端激酶結構域。在動物和真菌中該家族基因參與了細胞周期G2期到M期的轉換。在擬南芥中，前人的研究表明NEK6可能參與調控表皮細胞的形態建成，但其它作用尚不清楚。

　　張勁松實驗室和陳受宜實驗室的研究發現，NEK6基因表達和蛋白積累都受到鹽脅迫和乙烯前體ACC的誘導，其蛋白激酶區具有激酶活性。在擬南芥中還有其它6個同源基因，除NEK5之外，其它基因也不同程度地受到鹽脅迫和乙烯調控。功能研究發現，NEK6在擬南芥中的過量表達明顯增加了轉基因植株的蓮座直徑、角果長度和單株種子產量，其耐鹽和耐旱能力也均有提高。而NEK6的T-DNA插入突變體nek6則表現出蓮座變小、角果變短和種子產量降低的表型。NEK6過表達植株的側根數目也有顯著增加。NEK6轉基因植株中細胞周期蛋白CYCB1;1和CYCA3;1的表達增加。同時，NEK6抑制乙烯合成及乙烯信號轉導相關基因的表達。鑒于有報道表明乙烯抑制細胞周期進程，因此，NEK6可能通過解除乙烯對細胞周期蛋白的抑制來促進植物生長并提高耐逆性。對該基因的進一步分析可能有助于改善作物的農藝性狀及提高產量和耐逆性。

　　這項研究受到國家自然科學基金，973和轉基因專項等資助。該研究8月1日在線發表于Plant Journal，DOI:10.1111/j.1365-313X.2011.04733.x。