又一篇！中国农业大学园艺学院郭仰东、张娜团队最新研究成果登Nature子刊，揭示番茄耐受酸铝土壤新机制！

近日，中国农业大学园艺学院郭仰东、张娜团队在《Nature Communications》期刊上发表题为“SlSLAH2 mediates malate exudation and contributes to aluminum tolerance”的研究成果。中国农业大学张娜副教授和郭仰东教授为该论文的共同通讯作者，中国农业大学已毕业博士生董丹慧为该论文第一作者。

研究团队使用MicroTom材料进行铝离子处理，通过转录组分析和时间梯度表达检测发现，铝处理显著抑制ALMT家族基因表达，但苹果酸外排仍然发生。进一步分析显示，SLAC/SLAH家族成员SlSLAH2在铝处理后表达急剧上调，且具有根尖组织特异性。亚细胞定位表明SlSLAH2定位于质膜。大肠杆菌回补实验和非洲爪蟾卵母细胞电生理实验证实SlSLAH2具有苹果酸转运活性。CRISPR/Cas9敲除突变体（Slslah2-cr）在铝处理后苹果酸外排量减少约40%，根尖铝积累显著增加，耐铝能力明显下降。上述结果表明SlSLAH2是此类番茄品种中铝诱导苹果酸外排的关键执行蛋白。

转录调控机制研究表明，SlSLAH2的表达不受经典铝耐受转录因子SSTOP1调控，而由SlWRKY37直接激活。酵母单杂交、EMSA及双荧光素酶报告基因实验证实SlWRKY37通过结合W-box顺式作用元件激活SlSLAH2转录。

作为阴离子通道蛋白，SlSLAH2的活化依赖磷酸化修饰解除其自抑制状态。磷酸化质谱分析鉴定出Thr167（T167）为关键磷酸化位点，该位点在物种间高度保守。体外激酶实验和遗传学证据表明，钙依赖性蛋白激酶SlCDPK21为SlSLAH2的上游激酶：SlCDPK21与SlSLAH2在质膜直接互作，磷酸化T167位点；Slcdpk21突变体表现出苹果酸外排减少和铝敏感表型。

通道活性的适时终止对维持细胞稳态至关重要。研究发现，2C型蛋白磷酸酶SlPP2C72负调控SlSLAH2活性：在正常条件下高表达，通过去磷酸化维持通道关闭状态；铝胁迫显著下调SlPP2C72转录水平及酶活性。Slpp2c72突变体呈现增强的苹果酸外排和耐铝性。值得注意的是，SlCDPK21除直接磷酸化SlSLAH2外，还可磷酸化SlPP2C72并抑制其磷酸酶活性，形成对SlSLAH2磷酸化状态的"双重维持"机制。

该研究阐明了铝胁迫下SlSLAH2介导苹果酸外排的分子调控网络：在转录层面，铝离子诱导SlWRKY37表达，进而激活SlSLAH2转录；在翻译后修饰层面，铝触发的钙信号激活SlCDPK21，后者通过两条途径协同促进SlSLAH2活化——直接磷酸化通道蛋白，同时磷酸化并抑制负调控因子SlPP2C72。当铝胁迫解除后，SlPP2C72表达和活性恢复，促使SlSLAH2去磷酸化，避免苹果酸过度损耗。