Plant Cell | 中國農大等單位合作研究發現ABA信號調節新組分

2021-01-07 中國農業大學新聞網

 近日，The Plant Cell在線發表了中國農業大學植物生理生化國家重點實驗室鞏志忠教授課題及其合作單位題為「EAR1 Negatively Regulates ABA Signaling by Enhancing 2C Protein Phosphatase Activity」的研究論文，該研究發現了調控ABA信號通路的新基因EAR1。

圖1 突變體ear1-1的ABA相關表型和EAR1的作用模式 

在ABA核心信號通路中，A類蛋白磷酸酶PP2C作為關鍵的負調節因子，對於ABA信號的激活具有重要的調節作用。當植物體內ABA水平升高後, ABA受體PYR1/PYLs/RCARs可以結合併抑制PP2C的磷酸酶活性，從而激活ABA信號途徑。ABA受體作為A類PP2C的負調節因子，對於抑制其蛋白磷酸酶活性發揮關鍵的作用。然而，是否存在可以正向調節A類PP2C活性的因子，與PYR1/PYLs/RCARs受體協同發揮功能，目前的研究還不清楚。

該研究通過正向遺傳學方法篩選得到了一個功能尚未解析的基因EAR1 (ENHANCER OF ABA CO-RECEPTOR 1)。ear1-1突變體的種子萌發、幼苗根生長以及氣孔運動對於ABA的反應與野生型相比更加敏感，植株葉片表面溫度高於野生型，土裡的植株具有抗旱的表型，說明EAR1在ABA信號中起著負調控作用。蛋白互作以及體內和體外的磷酸酶活性分析發現，EAR1蛋白可以通過結合PP2C蛋白的N末端，增強PP2C的蛋白磷酸酶活性。EAR1是一個在高等植物中較為保守的蛋白，總長度有463個胺基酸，含有兩個較為保守的區域。很有意思的是，含有兩個保守區域的141-287片段，即完全具有EAR1調控PP2C磷酸酶活性的功能。

我國國土面積巨大, 自然災害常年發生, 在眾多的自然災害中, 乾旱是最為常見的災害之一。植物激素ABA在植物抵抗乾旱脅迫的過程中起著至關重要的作用，該研究對於闡明ABA信號的調節機制起到了一定的推動作用，同時該研究為農作物品質改良提供了理論依據, 對提高我國農作物的抗旱能力和產量起到了積極的作用。

該研究由中國農業大學鞏志忠教授課題組以及上海逆境生物中心的朱健康教授課題組，河南大學的宋純鵬教授以及山東師範大學的王寶山教授共同參與完成，博士生王凱和何俊娜副教授為論文共同第一作者，鞏志忠教授為通訊作者。該研究得到了農業部和科技部的項目資助。

植物科學最前沿微信公眾號2018年4月5日報導

責任編輯：劉錚

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