中科院武汉植物园安建平/韩月彭、山东农业大学由春香团队揭示BR和JA信号整合调控苹果耐寒性的分子机制

低温是影响植物生长和发育的不利环境条件之一，冷胁迫不仅影响植物的地理分布，而且还降低作物的生产力和品质。为此，植物已经进化出不同的机制来抵御冷胁迫。大量研究表明，C-重复结合因子（CBFs）在植物冷胁迫响应中发挥关键作用，CBF基因的转录可被冷胁迫快速诱导并受转录因子的调控，其产物直接激活一系列低温响应性（COR）基因的表达。另越来越多的证据表明，植物激素茉莉酸（JA）和油菜素内酯（BRs）同样在冷胁迫响应调节中起重要作用。然而，两激素发挥功能的串扰分子基础尚不明确。

2023年7月2日，Plant Physiology在线发表了中国科学院武汉植物园/山东农业大学安建平、韩月彭研究团队题为“Brassinosteroid signaling regulator BIM1 integrates brassinolide and jasmonic acid signaling during cold tolerance in apple”的研究论文，阐明了BR信号转导中的关键转录因子BIM1能够整合BR和JA信号调控苹果耐寒性。

该研究发现，苹果（Malus×domestica）BR信号通路中的关键组分，BR INSENSITIVE1 (BRI1)-EMS-SUPPRESSOR1 (BES1)-INTERACTING MYC-LIKE PROTEIN1（MdBIM1）通过直接激活MdCBF1的表达并与MdCBF2形成复合物，来增强MdCBF2激活的CORs基因的转录以提高苹果耐寒性。JA信号通路的两个抑制因子JAZMONATE ZIM-DOMAIN1（MdJAZ1）和JAZMONATE ZIM-DOMAIN2（MdJAZ2），通过与MdBIM1互作以整合冷胁迫下的BR和JA信号。MdJAZ1和MdJAZ2通过减弱MdBIM1对MdCBF1表达的转录激活，并干扰MdBIM1-MdCBF2复合物的形成，从而降低MdBIM1促进的冷胁迫耐受性。此外，E3泛素连接酶ARABIDOPSIS TÓXICOS en LEVADURA73（MdATL73）通过靶向MdBIM1进行泛素化降解，降低了MdBIM1促进的耐寒性。上述研究结果不仅揭示了JAZ-BIM1-CBF模块介导的BR和JA信号之间的串扰，而且为BR信号的翻译后调控机制提供了新见解。

中科院武汉植物园研究员安建平、韩月彭，山东农业大学园艺科学与工程学院由春香教授为论文共同通讯作者。该研究得到了中国博士后科学基金（2022M710086）和武汉植物园科研项目（E3559901）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad371

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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