New Phytologist

植物激素脱落酸(ABA)调控植物很多生理学过程，其信号通路核心组分SnRK2s的激酶活性直接关乎ABA信号通路的开启和关闭，从而影响植物对环境的适应性，因而植物进化出多种机制对SnRK2s的激酶活性进行着精细的调控。越来越多的研究显示可逆磷酸化修饰在调控SnRK2s活性中发挥着不可或缺的作用。多种蛋白激酶磷酸化SnRK2s使其激酶活性激活或者抑制，研究报道蛋白磷酸酶PP2C A亚家族通过脱磷酸化SnRK2s在ABA信号通路中发挥负调控作用，但是是否有一类蛋白磷酸酶脱磷酸化SnRK2s在ABA信号通路中发挥正调控作用还尚不清楚。近日，New Phytologist 在线发表了河北师范大学孙玉课题组题为"EGR1 and EGR2 positively regulate plant ABA signaling by modulating the phosphorylation of SnRK2.2"的研究论文（doi: 10.1111/nph.19458），报道了对这一问题研究的新进展。

该研究首先分析已有的转录组数据，筛选到PP2C E亚家族两个高度同源的基因EGR1和EGR2受ABA诱导，利用生理学实验分析发现EGR1和EGR2正调控ABA诱导的种子萌发、子叶变绿和气孔关闭等生物学过程，通过生物化学和分子生物学实验发现EGR1和EGR2影响ABA信号通路核心转录因子ABI5的蛋白积累及下游靶基因转录水平的表达。通过RNA-seq数据分析egr1 egr2双重缺失突变体与野生型在ABA处理前后的转录组变化，发现EGR1和EGR2在转录组水平影响ABA相关基因的表达。这些数据表明，EGR1和EGR2作为正调节子参与植物对ABA的响应并可能参与调控ABA信号主通路组分。

筛选发现EGR1与ABA信号通路核心组分SnRK2.2的羧基端domain I存在相互作用，遗传学实验结果显示EGR1和EGR2调节植物对ABA的响应过程中需要SnRK2s。进一步研究证明EGR1和EGR2影响植物体内SnRK2.2的激酶活性，体外实验表明EGR1可以将SnRK2.2脱磷酸化，通过质谱分析鉴定到SnRK2.2的ATP结合口袋内的第31位的丝氨酸可能是EGR1潜在的脱磷酸化位点，进一步体内实验证明EGR1和EGR2确实影响SnRK2.2的S31位点的磷酸化水平，最后稳定转基因植物实验结果证实SnRK2.2S31E（模拟持续磷酸化状态）抑制SnRK2.2的功能和ABA的响应。该研究找到了植物ABA信号传导的新的调节组分，进一步完善了SnRK2s激酶活性的调节机制，为解析植物快速应对ABA信号通路和环境胁迫的分子机制提供了新的视角和思路。

河北师范大学已毕业博士生李川玲为第一作者。浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所邓志平研究员、河北师范大学汤文强教授、刘昕晔副教授和张宝文高级实验师也参与了该课题。孙玉教授和商建秀教授为共同通讯作者。该课题受国家自然科学基金面上项目、河北省基础研究基地项目和河北省研究生创新资助项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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