摘要：这篇发表于Nature Communications的论文《Arabidopsis response to the apocarotenoid zaxinone involves interference with strigolactone signalin

这篇发表于 Nature Communications的论文《Arabidopsis response to the apocarotenoid zaxinone involves interference with strigolactone signaling via binding to DWARF14》，该研究通过整合遗传学、生物化学、结构生物学和转录组学方法，系统揭示了 zaxinone 作为一种新型 SL 信号拮抗剂的作用机制，不仅深化了对植物激素信号网络的理解，也为作物改良提供了新的分子工具与思路。

zaxinone是一种由类胡萝卜素衍生而来的植物生长调节物质，前期研究已表明其能影响独脚金内酯和脱落酸的合成，但其作用机制尚不明确。

本文首次揭示 zaxinone 通过直接结合 SL 受体 AtD14 和 KAR 受体 AtKAI2，干扰 SL 信号通路，从而调控植物生长发育。

通过 nanoDSF、共结晶、YLG 水解实验、荧光偏振等多种体外实验，证明 zaxinone 直接结合 AtD14，并竞争性抑制 SL 类似物（如 GR24）的结合。

结构生物学分析显示，zaxinone 与 AtD14 活性中心形成氢键和疏水相互作用，但不被水解，稳定性高，作用持久。

Zaxinone 结合 AtD14 后，阻止其与 AtMAX2 的 C 末端螺旋结合，从而阻断 SL 信号传导。

这一机制类似于某些非水解性配体（如 Triton X-100）对受体结构的“锁定”效应。

3. AtD14 和 AtMAX2 是 zaxinone 调控 SL 合成的必需元件

在 Atd14和Atmax2突变体中，zaxinone 无法诱导CCD7和CCD8表达升高和 SL 积累。

说明 zaxinone 对 SL 合成的促进作用依赖于完整的 SL 感知与信号传导通路。

Zaxinone 诱导的 ABA 积累及其对种子萌发、根长、下胚轴长度的抑制作用，不依赖于 AtD14/AtKAI2/AtMAX2，而是通过 ABA 受体 PYR/PYL 介导。

在拟南芥中，zaxinone 促进 SL 合成；而在水稻中，前期研究显示其抑制 SL 合成。

本文通过结构比对和突变实验，揭示了 AtD14 与 OsD14 在结合口袋氨基酸差异（如 Y209F、C241S）导致对 zaxinone 亲和力不同。

多维度验证：从表型（分枝、根长、萌发）到分子（RNA-seq、RT-qPCR、蛋白互作、结构解析），实验设计系统且严谨。

结构生物学支持：共结晶结构为 zaxinone 与 AtD14 的相互作用提供了直接证据，是本文的亮点之一。

遗传材料丰富：使用了多种突变体（Atd14Atkai2Atmax2smxl多突变体,pyr/pyl多突变体），有效解析了信号通路依赖关系。

揭示了一种新型植物激素感知机制：AtD14 不仅能感知 SL，还能结合结构不同的 apocarotenoid 类分子，拓展了对植物受体多功能性的认识。

为植物生长调控提供新靶点：Zaxinone 作为一种 SL 拮抗剂，具有潜在农艺应用价值，尤其在调控分枝、促进根系发育等方面。

物种特异性机制提示进化适应性：不同物种中 D14 对 zaxinone 的反应差异，反映了信号通路的进化灵活性。

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来源：大嘴叨科学