PBJ | 浙江大学周艳虹课题组揭示O-糖基转移酶SlSPY参与番茄果实成熟的调控机制

果实成熟是一个重要的发育过程，这个高度复杂的动态过程，受到多种因素的调控。其中，蛋白质翻译后修饰，如甲基化、乙酰化等在调节果实成熟过程中发挥着重要作用。近年来研究表明，糖基化修饰在动植物的生长及发育过程中至关重要，但其在果实生长发育中的作用依然不清楚。

近日，Plant Biotechnology Journal在线发表了浙江大学周艳虹课题组题为" SPINDLY interacts with EIN2 to facilitate ethylene signaling-mediated fruit ripening in tomato“的研究论文，报导了番茄O-糖基转移酶SlSPY通过调控乙烯信号通路中的重要组分SlEIN2，进而调控番茄果实的成熟。

该研究发现，番茄slspy突变体的果实成熟显著晚于野生型果实。与野生型相比，番slspy突变体的果实转色和软化过程均受到抑制，且成熟相关基因表达也显著下调（图1）。同时，番茄slspy突变体对外源乙烯处理的响应较野生型明显降低。因此，研究推测SlSPY可能通过调控乙烯信号途径来影响番茄果实的成熟。SlSPY的酵母双杂筛库鉴定到乙烯信号通路中的SlEIN2。进一步研究表明SlSPY可以与SlEIN2互作，并且质谱分析表明，当SlEIN2与SlSPY共表达时，SlEIN2的Ser771和Thr821位点发生O-糖基化修饰。

图1 SlSPY影响番茄果实成熟

进一步研究发现，SlSPY与SlEIN2互作并对SlEIN2蛋白进行O-糖基化修饰，进而影响SlEIN2蛋白的稳定性和亚细胞定位。SlSPY能够提高SlEIN2蛋白的稳定性，促进其在核内的积累。此外，利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）研究表明，SlSPY对番茄果实成熟的调控作用依赖于SlEIN2。并且，slspy突变也影响了乙烯信号通路中SlEILs蛋白的积累。

图2 SlSPY与SlEIN2互作调控番茄果实成熟模式图

综上所述，该研究揭示了O-糖基化修饰在番茄果实成熟过程中的作用及其对乙烯信号转导的影响。O-糖基转移酶SlSPY通过提高SlEIN2蛋白的稳定性，促进其在核内的积累，进而影响番茄果实对乙烯信号的响应，促进果实成熟（图2）。这一研究成果发现了O-糖基化修饰对乙烯信号转导的影响，为乙烯信号通路的解析提供了新的见解。同时，该研究揭示了O-糖基转移酶SlSPY在果实成熟中的作用，为阐明果实成熟调控网络提供了新的思路。

浙江大学农业与生物技术学院博士生徐进为该论文的第一作者，周艳虹教授为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划和浙江大学上海高等研究院繁星科学基金项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.13939

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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