分子植物卓越中心段成国组/华中农大李霞组合作发现核孔蛋白在响应ABA信号中的作用机制

脱落酸（abscisic acid，ABA）是重要的植物激素之一，既参与调控植物的胚胎发育、种子休眠和萌发、萌发后生长、种子成熟、叶片衰老等发育过程，又是植物响应非生物胁迫（盐、干旱等）的重要信号分子。核孔复合体是镶嵌在双层核膜不连续处，由上千个核孔蛋白组成的巨大复合体结构，负责真核细胞内核质间的物质交换和信息交流。以往的研究发现部分植物核孔蛋白参与植物发育、响应低温、ABA和高盐胁迫以及免疫应答等过程，但是核孔蛋白调控植物非生物胁迫的分子机制仍然有待探索。

JIPB近日在线发表了中科院分子植物卓越中心段成国团队与华中农大李霞团队合作的题为“NUA and ESD4 negatively regulate ABA signaling by inhibiting SnRK2 kinase activity and stability in Arabidopsis”（https://doi.org/10.1111/jipb.13349）的研究论文。该研究发现拟南芥的核孔蛋白NUA是ABA信号通路中的负调控因子。另外， NUA的互作蛋白、去SUMO化蛋白酶ESD4与之在同一遗传通路上负调控ABA信号响应。该研究结果是对ABA信号通路调控复杂性的进一步补充，同时也丰富了核孔蛋白在响应植物逆境过程中的生物学功能。

研究人员通过反向遗传学的方法发现NUA突变体在种子萌发以及萌发后的早期发育过程中，对低浓度ABA呈现出超级敏感的表型，并且对干旱胁迫的耐受程度大大提高。遗传证据表明，nua对ABA处理的超敏感表型以及对干旱胁迫的耐受表型分别依赖于SnRK2.2/2.3和SnRK2.6。生化证据表明，NUA负调控SnRK2s的激酶活性和蛋白稳定性。而作为NUA的互作组分，ESD4同样参与SnRK2s的激酶活性和蛋白稳定性的负调控。因此NUA和ESD4通过负调控SnRK2s，避免植物对ABA信号过度响应。另外，SnRK2.6在体外能够被SUMO化修饰，而 ESD4通过与SnRK2.6的互作抑制SnRK2.6 的SUMO化修饰，这为今后研究翻译后修饰对SnRK2s蛋白功能的影响打开了新的研究思路。

中科院分子植物卓越中心博士生常亚男和华中农业大学王志娟副教授为该论文的共同第一作者，分子植物卓越中心段成国研究员和华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室李霞教授为共同通讯作者。研究得到了中国科学院、国家自然科学基金、华中农业大学自主科技创新基金等项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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