我实验室于峰教授课题组揭示FERONIA信号传递的膜-浆-核通路(图文)

生物体需要主动适应其周围的环境变化。该过程涉及到受体蛋白感受内外环境信号，并通过特定方式将信号传递进入细胞核从而调节基因表达等步骤。对此过程的深入理解将有利于提高生物体的环境适应能力。细胞膜受体蛋白激酶FERONIA信号通路在植物界是一个“多面手”：FERONIA不仅控制植物生长、种子大小及农作物产量，还调控植物对病虫害、干旱、温度及重金属离子毒害等多种逆境的应答过程。该特性使FERONIA成为分子育种的优良遗传资源。于峰教授长期从事FERONIA信号网络的系统研究，在该领域，曾揭示了FERONIA负调控脱落酸ABA的信号通路（PNAS, 2012）; 发现了FERONIA调控种子大小（Molecular Plant，2014）；阐明了FERONIA介导RALF多肽激素与ABA交叉会话的机制（PNAS, 2016）; 解析了FERONIA在细胞膜上感受RALF1多肽的机制（PNAS, 2016）。

鉴于对FERONIA如何影响细胞核内基因表达的关键事件所知甚少，博士生李驰宇等人发现FERONIA受体激酶通过响应RALF1信号，促进EBP1蛋白合成，并直接与EBP1相互作用，进而将其磷酸化，使其在细胞核中积累。在细胞核中，EBP1蛋白可以直接绑定CML38等基因的启动子，调节基因表达并最终抑制FERONIA信号。EBP1在动植物细胞均保守存在，在动物细胞中，EBP1是EGF-EGFR（表皮生长因子小肽及其激酶受体，多种抗肿瘤药物的重要靶点）复合体的下游调控蛋白。本研究丰富了对动植物如何利用小肽-受体激酶进行细胞信号的传感并调节细胞适应性的机制认识。

图 1 FERONIA通过EBP1控制核内基因表达的工作模型

刘选明教授和栾升教授课题组参与合作研究，于峰教授为本文通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金，杂交水稻国家重点实验室（湖南杂交水稻研究中心）开放基金等资助。

于峰教授简介：

于峰 Feng  Yu

教授，博士生导师,

Tel: 86-731-8882-3646

E-mail: feng_yu@hnu.edu.cn

研究方向：细胞信号感受与传导

Reserch Interest: Cell signal perception and transduction

于峰，教授，博士生导师, 教育部青年****。1984年出生于湖南永州。2007年于湖南师范大学获生物技术学士学位。2013年于湖南师范大学获植物学博士学位并于同年以副教授加入湖南大学生物学院任独立PI，2017年聘为研究员并加入化学生物传感与计量学国家重点实验室，2018年任教授。2017年入选教育部青年****，2016年入选中国科协“青年人才托举工程”，2015年获湖南省优秀博士学位论文奖。近5年发表通讯作者或者第一作者SCI源刊论文14篇，多篇论文入选ESI高被引论文，其中影响因子>5.0的论文10篇，包括Proc Natl Acad Sci USA 4篇，PLOS Biology, Molecular Plant等。主持国家自然科学基金项目3项。

Selected Publications (first author“^#”, corresponding author“*”):  

1. Yu F^#, Shi J^#, Zhou JY^#, Gu JL, Chen QH, Li J, Cheng W, Mao DD, Tian LF, Buchanan B*, Li LG, Chen LB, Li DP*, Luan S* (2010) ANK6, a Mitochondrial Ankyrin Repeat Protein, is Required for Male-female Gamete Recognition in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107: 22332–22337.

2. Yu F, Qian LC, Nibau C, Duan QH, Kita D, Levasseur K, Li X, Lu CQ, Li H, Hou CC, Li LG, Buchanan BB*, Chen LB*, Cheung A, Li DP*, Luan S* (2012) FERONIA Receptor Kinase Pathway Suppresses Abscisic Acid Signaling in Arabidopsis by Activating ABI2 Phosphatase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109: 14693-14698.

3. Yu F, Li J, Huang Y, Liu L, Li DP*, Chen LB*, Luan S* (2014a) FERONIA Receptor Kinase Controls Seed Size in Arabidopsis thaliana. Molecular Plant 7:920-922.

    

4. Mao DD^#, Yu F*^#, Li J, Van de Poel B, Tan D, Li JL, Liu Y, Li XS, Dong MQ, Chen LB, Li DP, Luan S* (2015) FERONIA Receptor Kinase Interacts with S-adenosylmethionine Synthetase and Suppresses S-adenosylmethionine Production and Ethylene Biosynthesis in Arabidopsis. Plant, Cell & Environment 38:2566-2574.

5. Chen J^#, Yu F*^#, Liu Y, Du CQ, Li XS, Zhu SR, Wang XC, Lan WZ, Rodriguez PL, Liu XM, Li DP, Chen LB, Luan S* (2016) FERONIA Interacts with ABI2-type Phosphatases to Facilitate Signaling Cross-talk Between Abscisic Acid and RALF Peptide in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 113:E5519-E5527.

6. Du CQ^#, Li XS^#, Chen J^#, Chen W, Li B, Li CY, Wang L, Li JL, Zhao XY, Lin JZ, Liu XM*, Luan S*, Yu F* (2016) Receptor Kinase Complex Transmits RALF Peptide Signal to Inhibit Root Growth in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 13: E8326-E8334.

7. Li CY^#, Wang L^#, Cui YC, He LM, Qi YY, Zhang JX, Lin JZ, Liao HD, Lin QL, Yang T, Yu F*, Liu XM* (2016) Two FERONIA Like Receptor (FLR) Genes are Required to Maintain Architecture, Fertility and Seed Yield in Rice. Molecular Breeding 36: 151-162.

8. Liao HD, Zhang X, Tang RJ, Luan S*, Yu F* (2017) FERONIA Receptor Kinase at the Crossroad of Hormone Signaling and Stress Responses. Plant and Cell Physiology 58: 1143-1150.

9. Lu CQ^#, Yu F^#, Tian LF^#, Huang XY, Tan H, Xie ZJ, Hao XH, Li DP*, Luan S*, Chen LB* (2017) RPS9M, a Mitochondrial Ribosomal Protein, Is Essential for Central Cell Maturation and Endosperm Development in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science 8:2171.

10. Li CY^#, Liu XM^#, Qiang XN, Li XY, Li XS, Zhu SR, Wang L, Wang Y, Liao HD, Luan S, Yu F* (2018) EBP1 Nuclear Accumulation Negatively Feeds Back on FERONIA-Mediated RALF1 Signaling. PLOS Biology In press.