上海师大戴绍军团队综述植物RLK-PUB模块磷酸化与泛素化的“双向对话”

在植物细胞中，类受体激酶（RLKs）与U-box型E3泛素连接酶（PUBs）通过磷酸化与泛素化的协同作用，形成了一个精密的双向调控网络，广泛参与免疫应答、生长发育及逆境适应。

近日，上海师范大学生命科学学院戴绍军教授团队在植物科学领域知名期刊Plant Communications上发表了题为“Crosstalk and reciprocal regulation between phosphorylation and ubiquitination mediated by receptor-like kinases and U-box E3 ligases during plant growth and environmental stress responses”的综述论文，系统梳理了RLK-PUB模块的研究进展，并对未来方向进行了深入探讨。

RLKs作为膜定位的“信号接收器”，负责识别病原菌、激素、共生信号等胞外刺激，并启动磷酸化级联反应；而PUBs则通过泛素化修饰，精准调控底物蛋白的稳定性、定位和活性。两者相互作用、双向调控，共同构建了植物生长发育与环境适应的基础调控框架。

在植物免疫中，RLK-PUB模块通过正负反馈维持信号稳态。一方面，多种模式识别受体RLKs能磷酸化激活PUBs，增强其E3泛素连接酶活性，进而介导自身或下游蛋白的降解，避免免疫反应过度激活；另一方面，部分PUBs也可作为正调控因子，促进活性氧（ROS）爆发、MAPK级联反应及防御基因表达。该模块在拟南芥、水稻等物种中高度保守，有助于平衡抗病性与生长发育。

RLK-PUB模块广泛参与根系构型、气孔与花器官发育、根瘤共生等过程。例如，低磷条件下，RLKs通过磷酸化调控PUBs的亚细胞定位，影响生长素信号以促进侧根发生；在十字花科植物中，该模块参与自交不亲和反应；而在豆科根瘤共生中，RLK-PUB通过双向反馈调控侵染线形成与根瘤数量，协调植物-微生物互利共生关系。

在非生物胁迫应答中，RLK-PUB模块同样扮演关键角色，是ABA信号通路调控干旱耐受的重要节点。ABA信号可稳定特定PUB蛋白，促进相关RLKs降解，实现信号的动态衰减。此外，CRKs等蛋白通过调控PUB稳定性，进一步影响底物丰度，进而调节气孔运动与水分利用效率。

尽管在拟南芥、水稻及豆科等模式体系中已揭示多条保守通路，但仍有若干关键问题悬而未决：RLK-PUB底物识别及E2-E3配对的特异性机制尚不明确；磷酸化与泛素化的时空协同规律有待解析；PUBs与RLKs的功能冗余增加了遗传研究复杂性；不同物种间的保守性与特异性缺乏系统比较。对这些问题的深入探索，将进一步完善植物信号转导理论，并为作物抗病抗逆分子育种及农艺性状精准调控提供重要靶点。

上海师范大学毕业生李高健博士（现为山东大学博士后）为论文第一作者，在读硕士研究生彭渝淋、孙美红副研究员参与工作，秦智教授和戴绍军教授为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金、上海植物种质资源工程技术研究中心项目的资助。

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101838