在眾多的環(huán)境脅迫因素中,干旱是最為常見的脅迫因素之一。植物激素ABA對植物的抗旱性至關(guān)重要,研究ABA信號的調(diào)節(jié)機(jī)制對提高作物抗旱性和產(chǎn)量具有重要意義。
在ABA核心信號通路中,A類蛋白磷酸酶PP2C作為關(guān)鍵的負(fù)調(diào)節(jié)因子,對于ABA信號的激活具有重要的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)植物體內(nèi)ABA水平升高后,ABA受體PYR1/PYLs/RCARs可以結(jié)合并抑制PP2C的磷酸酶活性,從而激活A(yù)BA信號途徑。ABA受體作為A類PP2C的負(fù)調(diào)節(jié)因子,對于抑制其蛋白磷酸酶活性發(fā)揮關(guān)鍵的作用。那么,有沒有可以正向調(diào)節(jié)A類PP2C活性的因子呢?
答案是肯定的!中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理生化國家重點實驗室鞏志忠教授研究組曾經(jīng)鑒定到一個被命名為EAR1的蛋白,它可以通過增強(qiáng)PP2C的蛋白磷酸酶活性,在ABA信號中起著負(fù)調(diào)控作用。
鞏志忠團(tuán)隊通過正向遺傳學(xué)方法篩選獲得了基因EAR1,其全稱為ENHANCER OF ABA CO-RECEPTOR 1。該基因突變后,種子萌發(fā)、幼苗根生長以及氣孔運(yùn)動對于ABA的反應(yīng)更加敏感,植株的抗旱性也增強(qiáng),這說明EAR1在ABA信號中起著負(fù)調(diào)控作用。
EAR1是如何負(fù)調(diào)控ABA信號的呢?
為了回答這個問題,鞏志忠團(tuán)隊開展了蛋白質(zhì)互作、體內(nèi)和體外的磷酸酶活性分析等實驗,發(fā)現(xiàn)EAR1蛋白可以結(jié)合PP2C蛋白的N末端,并增強(qiáng)PP2C的蛋白磷酸酶活性,從而負(fù)調(diào)控ABA信號。
該團(tuán)隊進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),EAR1是一個在高等植物中較為保守的蛋白,總長度有463個氨基酸,含有兩個較為保守的區(qū)域,并且只需要含有兩個保守區(qū)域的141-287片段,EAR1即可調(diào)控PP2C磷酸酶活性。
該研究闡明的ABA信號調(diào)節(jié)新機(jī)制為作物抗旱性遺傳改良提供了理論依據(jù)。這項工作以“EAR1 Negatively Regulates ABA Signaling by Enhancing 2C Protein Phosphatase Activity”為題發(fā)表在The Plant Cell上。
<!--EndFragment-->hansi-font-family:"Times New Roman";mso-bidi-font-family: "Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language: ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA'>的穩(wěn)定性,這在轉(zhuǎn)錄上連續(xù)降低了蘋果酸相關(guān)基因的表達(dá),從而在高硝酸鹽供應(yīng)下控制蘋果中蘋果酸的積累和液泡酸化。