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气孔位于植物叶片以及茎的表面, 是植物与外界环境进行气体交换以及水分蒸腾的重要场所。激素ABA在植物响应干旱胁迫诱导气孔关闭过程中发挥着关键的作用。作为细胞骨架的重要成员-微管骨架也参与调控气孔运动过程,然而ABA诱导气孔关闭过程中微管骨架的功能和具体调控机制并不清楚。
2021年4月12日, 中国农业大学毛同林教授团队在Nature Communications在线发表了题为The E3 Ligase MREL57 Modulates Microtubule Stability and Stomatal Closure in Response to ABA的研究论文。该研究发现，E3泛素连接酶MREL57 (MICROTUBULE-RELATED E3 LIGASE 57) 通过泛素化修饰并降解微管结合蛋白WDL7 (WAVE-DAMPENED2-LIKE7) 参与ABA诱导的微管解聚以及气孔关闭过程。
毛同林课题组通过细胞生物学、生物化学和分子遗传学等手段发现26S蛋白酶体途径介导的微管解聚是ABA诱导气孔关闭所必需的生理学过程。进一步鉴定到微管结合蛋白WDL7在ABA诱导气孔关闭的过程中被26S蛋白酶体途径所降解，并发现了一个新的E3泛素连接酶MREL57能够泛素化修饰并降解WDL7, 从而有利于ABA诱导的气孔关闭以及植物适应干旱胁迫。该研究丰富并扩展了ABA介导保卫细胞运动的调控网络，为从细胞学的角度深入认识气孔运动的分子机制提供重要的理论依据。
MREL57-WDL7调控ABA诱导微管解聚以及气孔关闭的分子模型
中国农业大学生物学院毛同林课题组的博士后豆丽茹为第一作者，博士研究生何凯凯为共同第一作者,毛同林教授为通讯作者。参与该研究工作的还有毛同林课题组的彭佳琳和王向锋副教授。该项研究得到国家自然科学基金、中国博士后基金的资助。
Plant Cell | 中国农业大学毛同林团队揭示乙烯、微管结合蛋白和生长素调控植物细胞差异性生长的新机制
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22455-y
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