支链氨基酸（Branched-chain amino acids，BCAAs）是人体不能合成，只能从食物中获取的一类氨基酸。作为人体必需氨基酸，BCAAs 不仅是蛋白质的基本组成单位，还是许多次生代谢产物的前体，参与植物对各种非生物胁迫的响应。非生物胁迫（例如盐胁迫）能够显著诱导植物体内BCAAs的积累，然而BCAAs在盐胁迫中的功能并不清楚， BCAAs响应盐胁迫的分子机制尚未解析。

2024年1月23日，海南大学罗杰教授领衔的代谢生物学团队在New Phytologist期刊在线发表题为OsBCAT2, a gene responsible for the degradation of branched-chain amino acids, positively regulates salt tolerance by promoting the synthesis of vitamin B5 的研究论文，揭示了揭示支链氨基酸调控水稻盐胁迫耐受性的分子机制。

该研究鉴定到控制水稻BCAAs降解、维生素B5（Vitamin B5，VB5）合成的关键基因OsBCAT2 （Branched-chain aminotransferase 2），揭示了OsBCAT2协同调控水稻营养品质和盐胁迫耐受性的分子机制，为优质的水稻新品种培育提供了重要基因资源。该研究表明，外源添加BCAAs和VB5能够增强盐胁迫的耐受性，而OsBCAT2是负责水稻BCAAs降解、以及下游代谢产物VB5合成的关键基因。盐胁迫下蛋白质的降解会导致植物细胞中BCAAs大量积累，盐通过诱导OsBCAT2的表达加速细胞内BCAAs的降解，增加下游产物VB5的合成，进而提高水稻对盐胁迫的耐受性（图1）。

图1. OsBCAT2调控水稻盐耐受性的模式图

综上所述，该研究鉴定到控制水稻BCAAs和VB5积累的关键基因OsBCAT2,揭示了BCAAs调控水稻盐胁迫响应的分子机制，为设计营养高抗的水稻品种培育提供可能性。

海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）孙阳阳博士、周昱彤硕士（已毕业）、龙琦元博士为论文的共同第一作者，海南大学南繁学院金成研究员、罗杰教授为论文的共同通讯作者。德国马普研究所Alisdair R. Fernie教授也参与了该工作。该研究得到国家自然科学基金，海南省重点研发计划等项目资助。

论文链接：

http://doi.org/10.1111/nph.19551

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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