DELLA蛋白可能是下一次绿色革命的关键

　　

在所有陆地植物中发现的一个“混杂”蛋白质家族负责许多不同的植物功能，尽管在4.5亿多年中保持相对不变。

发表在《自然植物》和《新植物学家》上的新发现揭示了DELLA蛋白如何调节植物的生长速度、发芽时间以及植物如何应对干旱和疾病等威胁的新知识。关键不在于DELLA蛋白随时间突变的能力，而在于它们与数十种不同的转录因子相互作用的能力，转录因子是负责解码DNA的蛋白质。

了解DELLA蛋白质功能的机制可以帮助作物科学家设计新的植物蛋白质，从而生产出具有更好的适应力和更高产量的作物，类似于20世纪60年代启动绿色革命的选择性育种技术。许多原始的绿色革命育种品系本身具有功能改变的DELLA蛋白。

这项研究是由西班牙植物分子与细胞生物学研究所(IBMCP)和英国伯明翰大学生物科学学院的科学家进行的。伯明翰大学的朱丽叶·科茨博士说:“通过了解这些蛋白质的活性如何随时间变化，我们可以更多地了解如何调整和改造植物，使其更好地适应我们不断变化的环境。”

为了找出自植物首次出现在陆地上以来的4.5亿年间DELLA蛋白是如何变化的，研究人员研究了苔藓和地苔，这两种植物可能与早期的先驱物种最相似。

科学家们已经知道，现代开花植物中的DELLA蛋白是由一种叫做赤霉素的植物激素调节的，赤霉素会根据环境条件改变DELLA的水平。

在新的研究中，他们能够证明，DELLA蛋白的范围在早期植物中并非只有简单的相互作用，但也不同于在现代作物(如小麦或水稻)中详细研究的相互作用。此外，无论赤霉素激素是否存在，这些相互作用都是可用的。他们还能够识别出一组核心相互作用，与防御和对低氧水平的反应有关，这是所有DELLA蛋白共同的。

IBMCP的合著者Miguel ángel Blázquez博士说:“赤霉素生物技术的一个非常重要的工作领域是试图获得能够让我们实现预期目标而不产生副作用的品种或化合物。了解DELLA蛋白在自然界中数百万年的进化过程，有助于我们设计新的策略，以产生具有所需功能的新的DELLA变体。”

Journal Reference:

1. Asier Briones-Moreno, Jorge Hernández-García, Carlos Vargas-Chávez, Noel Blanco-Touriñán, Alexandros Phokas, Cristina Úrbez, Pablo D. Cerdán, Juliet C. Coates, David Alabadí, Miguel A. Blázquez. DELLA functions evolved by rewiring of associated transcriptional networks. Nature Plants, 2023; DOI: 10.1038/s41477-023-01372-6