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洪月云赴日本参加国际植物脂质会议

发布日期:2018-07-31

国际植物脂质会议每两年举办一次,并且规模逐年扩大。本届(23rd届)会议于201878 日至713日在日本横滨(Yokohama, Japan)举行,汇聚了来自全球不同国家的200多名相关领域专家和学者。会议内容广泛、形式包括大会报告和墙壁交流。会议主要内容包括:1) 脂肪酸及甘油脂质; 2) 脂质转运;3) 次生代谢脂质; 4)脂质与环境;6)鞘脂;7)藻类及微生物脂质;8)油滴及油体; 9胞外脂质及类异戊二烯代谢;10基因编辑技术应用及脂质生物技术。这些专题内容具有较强的创新性和前沿性。会议题材广泛,虽然会议主题为植物,但实际涉及的研究对象包括不同作物模式植物以及藻类,也邀请了国际知名研究动物脂质专家及知名的分子影像技术专家。会议报告内容从不同层面包括分子、超分子、细胞器、细胞、组织、个体、群体及生态进行交流。本次会议在研究内容的深度和系统性等方面比上一届会议更胜一筹,展示国际植物脂质研究水平日新月异的发展。因此,本次会议为全球脂质相关领域专家提供了良好的学术交流平台,特别是为广大青年学者和研究生提供展示学术才华的机会,一批年轻有为的脂质科技工作者学术功底扎实,他们的报告内容具有很强的创新性,且富有深度,显示了植物脂质领域具有很强的科研后备力量和后劲。通过本次会议与国际知名专家的面对面交流本人收获颇多,获得了较为系统的学习和交流,特别是研究技术和手段方面得到很多启示和提高。

此次会议本人在大会上进行了题为Cytidinediphosphate-diacylglycerol synthase 5 is required for phospholipid homeostasis and is negatively involved in hyperosmotic stress tolerance的口头交流报告。胞苷二磷酸二脂酰甘油合酶(cytidinediphosphate diacylglycerol synthaseCDS)催化磷脂酸PA与胞苷三磷酸而形成胞苷二磷酸二脂酰甘油(CDP-DAG)。CDS 的底物PA是甘油磷脂合成的中间产物,也是重要的信号分子在脂质代谢途径中具有重要作用,CDS活性的改变将对脂质代谢和信号产生重要影响。目前有关植物CDS的研究甚少,特别是作物CDS的生物学功能尚未清楚。本研究发现水稻CDS5在脂质稳态、类囊体膜结构和植物生长等方面具有重要作用,CDS5缺失导致植株幼苗叶片黄化、类囊体膜结构缺陷,并引起植株生长受阻和产量降低。研究表明CDS5定位于内质网和叶绿体,参与发生于叶绿体原核途径和内质网的真核途径的脂质合成代谢过程。CDS5缺失引起叶片磷脂PGPI含量显著低于野生型,而其底物PA则明显上升说明植物CDS5利用PA作为底物而形成PGPI,在脂质稳态平衡方面具有重要作用。通过外源补偿实验表明PI不足导致植株生长受阻,而PG不足导致叶片黄化。此外通过PLD抑制剂实验表明CDS5底物PA主要源自于PLD活性。cds5突变体体内PA的升高增强了ABA信号,是其叶片在渗透胁迫下具有较小的气孔导度和较低的失水率,从而增强了植株的抗逆性,表明CDS5通过催化来自于PLD产生的PA,继而消减PA介导的ABA信号。该研究成果的交流引起同行的关注和兴趣。

同时,本人认真听取了大会的不同专题报告,紧密跟踪相关领域的前沿研究进展,特别是在植物非生物逆境胁迫、油脂代谢方面具有浓厚兴趣,并积极与相关领域专家进行了较为详细深入的交流,对脂质代谢的调控及代谢物的鉴定等方面有了更系统和深入的认识。植物脂质包括油脂、膜脂、信号分子、维生素、植物激素如油菜素内酯及茉莉酸等以及植物表面保护性物质,在植物生长发育和逆境反应中起关键而复杂的作用同时,脂质也是高效的储能物质,是生物体重要的营养物质,也是重要的生物质能源物质。

植物油脂是高能密度且易于提取的生物能源,提高光合产物转化为油脂是转化太阳能为生物能的较经济有效方案。随着化石能源日渐枯竭,植物油脂是可再生的工业原料和重要的生物能源,全球对生物柴油的需求量出现显著而持续的增加。生物柴油的最大成本是油料种子来源,提高种子油脂含量是降低成本、扩大油脂供给的措施之一。目前,作为生物能源的植物种类较多,包括菜籽、大豆、棉籽、油桐和棕榈树等含油量和产量较高、抗逆性较强的植物。近年多数相关植物TAG合成主要基因已得到分离和鉴定,但其酶活性及在油脂TAG合成中的精确作用尚未清楚。有关油脂代谢的研究是脂质专家研究的重要议题。本次大会相当一部分议题涉及了有关植物油脂合成代谢的相关途径中的关键因子的调控机制,例如 WRI的转录调控途径及其上游调控机制的新发现Kennedy 途径重要酶调控方面的新进展;油脂代谢调控方面新途径的发现。例如研究发现植物自噬过程对油脂积累具有双重作用,基础水平的自噬过程有助于油脂合成,而诱导的自噬则参与油脂的降解。因此,通过调节自噬水平可能为提高植物油脂合成提供新策略。此外,目前新型的生物能源材料-海藻类以其含油量高、分布广、不与作物争地等优点,成为各国争先研究和开发的热点,本次会议为此特别安排一个专题进行交流通过基因工程提高植物非种子组织TAG的累积也是开发生物能源的重要目标。植物营养组织如茎叶中的TAG含量通常很低, 近期通过生物工程技术提高植物叶片的油脂含量也是近期研究的热点,并取得了初步进展。

脂质的疏水性限制了脂质在生物体的流动,脂质在生物体的转运也是影响脂质代谢和功能的重要因素。因此,本次会议有关脂质转运议题也是本人关注和兴趣的内容。脂质特别是脂肪酸的从头合成发生于叶绿体中,其合成的脂质如何转运出叶绿体的机制尚未清楚。本次会议中报道了一个定位于叶绿体内膜中的脂转运相关蛋白rhomboid protease RBL10,其缺失导致植物源自于内质网的 18:3/18:3-MGDG含量上升,而源自于叶绿体的18:3/16:3-MGDG相应减少,表明RBL10 蛋白在输送叶绿体中磷脂酸PA中具有正向作用,RBL10可能通过水解叶绿体跨膜蛋白而起作用。此外,一些研究也表明磷脂酸PA可以在植物体内进行长距离运输。PA是脂质代谢的中间体,参与磷脂合成代谢过程,同时PA也是重要的信号分子,PA的转运和移动涉及脂质的稳态平衡及信号分子的作用空间及下游靶标的活性,进而产生显著的生理效应。