Science Advances | 上海交通大学刘路课题组揭示膜蛋白QKY介导ABA信号调控种子萌发的新机制

植物激素脱落酸（Abscisic acid, ABA）在调控种子休眠与萌发过程中发挥核心作用。在不利环境条件下，ABA通过激活转录因子ABA INSENSITIVE 5（ABI5）阻断萌发，以保证幼苗存活，然而ABI5蛋白在种子萌发过程中的动态变化机制目前尚不完全明确。

近日，上海交通大学农业与生物学院刘路课题组在Science Advances杂志在线发表了题为QUIRKY controls seed germination via precision degradation of ABI5的研究论文。该研究揭示了MCTP家族成员QUIRKY（QKY）通过调控ABI5精确降解来参与种子萌发的新机制。

在胁迫信号下，ABI5会快速累积并强烈抑制萌发。然而植物成功萌发需要及时降低ABI5水平，这要求其降解过程具备精确性与动态调控能力。尽管已有研究表明ABI5可在细胞核内被降解，但是其在细胞质中如何被招募以及如何实现选择性降解仍存在重大未知。

该研究发现，拟南芥中膜蛋白QKY在ABA信号通路中通过调控ABI5降解发挥关键作用。ABA直接诱导QKY形成细胞质凝聚体。同时QKY与ABI5相互作用，促进ABI5进入相分离凝聚结构，并通过招募E3泛素连接酶KEEP ON GOING（KEG）促进ABI5在细胞质中的降解。功能缺失的qky突变体对ABA超敏感，萌发率降低，幼苗建成受阻，说明QKY在植物萌发及早期发育转变中具有关键调控作用。这些发现表明QKY作为支架蛋白，整合相分离和靶向泛素化过程，从而精细调控ABA应答，平衡种子休眠与萌发。

ABA诱导QKY细胞质点状聚集

综上，该研究拓展了对ABI5翻译后调控机制的认识，并揭示了MCTP家族蛋白在植物早期发育过程中协调生长与胁迫平衡的关键作用，为未来调控作物休眠、萌发及逆境适应能力提供了重要理论基础。

上海交通大学农业与生物学院博士生姜宇鹏为该论文第一作者，刘路副教授为通讯作者。实验室玄立杰副研究员及多位研究生对本研究给予了重要指导。本研究得到了上海市现代种业协同创新中心、上海市自然科学基金经费的资助。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea7798