南京师范大学生命科学学院朱自强课题组揭示植物高温胁迫应答新机制

全球气候变暖导致极端高温天气频发，严重威胁农业生产和生态环境稳定。近期，我院朱自强教授研究团队在国际植物学经典期刊The Plant Journal上发表文章，揭示拟南芥中转录因子DEAR4通过液-液相分离（LLPS）招募转录共抑制因子TPL形成核内共凝聚体，介导下游一系列转录级联反应，增强植株耐高温能力的调控机制。

植物作为一种固着生物，无法主动回避不利环境，极易遭受高温的伤害，体内蛋白质会发生错误折叠或聚集。因此，为抵御高温胁迫造成的损伤，植物体内热激蛋白HSPs含量会迅速增加，帮助机体清理错误折叠或聚集的蛋白质，赋予植株一定的耐热性。研究团队发现一个含EAR-motif的转录抑制因子DEAR4在拟南芥响应高温胁迫过程中发挥正调控作用。进一步研究发现高温能够诱导DEAR4蛋白发生LLPS形成明显的核内大分子凝聚体，该凝聚体的形成促使其互作蛋白TPL的凝集，在细胞核内形成DEAR4-TPL共凝聚体。同时，转录组测序分析发现DEAR4能够直接结合并抑制GASA5（植物高温胁迫负调控因子）的表达，间接促进HSPs基因的转录。此外，进一步的机制研究发现高温诱导的DEAR4-TPL共凝聚体促使其局部蛋白浓度迅速升高，增强其与靶基因GASA5的结合，进一步招募组蛋白去乙酰化酶促进GASA5染色质组蛋白的去乙酰化修饰，抑制GASA5的表达，下游HSPs基因上调表达，最终赋予植物一定的耐热性。该研究从高温胁迫这一全球气候问题入手，发掘并解析了新的耐高温转录因子DEAR4通过液-液相分离介导植物高温胁迫应答的机制，有助于完善植物高温胁迫应答的转录调控网络，对培育耐高温作物新品种具有理论指导意义。

该研究成果于2025年4月23日以“High temperature-responsive DEAR4 condensation confers thermotolerance through recruiting TOPLESS in Arabidopsis nucleus”为题在线发表于The Plant Journal。南京师范大学生命科学学院博士后王齐为论文的第一作者，朱自强教授为通讯作者，宫震老师也参与了该项研究工作。

来源：南京师范大学生命科学学院