陕西
植物激素ABA（Abscisic Acid）在植物的生长发育及逆境胁迫响应中发挥着重要作用。当ABA积累时，受体PYR/PYL/RCAR（Pylpyrabactin resistance 1/PYR1-like/Regulatory components of ABA receptors）感知ABA分子，进而与共受体PP2C磷酸酶竞争性结合，解除PP2Cs（Type 2C protein phosphatases）对下游正调控因子SnRK2s（SNF1-related protein kinases）激酶的抑制作用，释放的SnRK2s可以激活一系列响应因子，帮助植物抵抗逆境环境。作为PP2C家族的重要成员，AHG1（ABA hypersensitive germination 1）是ABA信号传导的核心成分，控制拟南芥种子的休眠、萌发和早期的幼苗形态建立。然而，AHG1是否受到泛素-蛋白酶体的调控及如何降解尚不清楚。因此，深入揭示ABA信号转导过程中关键组分精细调控的分子机理，对于植物耐逆性的遗传改良具有重要的意义。
近日，河南大学郝福顺/陆平利教授团队在New Phytologist在线发表了题为E3 ligase ATL17 is a key regulator of abscisic acid signaling that mediates AHG1 degradation in Arabidopsis thaliana的研究论文，揭示了E3泛素连接酶ATL17（Arabidopsis tóxicos en levadura 17）介导的AHG1泛素化与降解在调节ABA抑制种子萌发和早期幼苗生长过程中的关键作用。
该研究发现，ABA能显著诱导ATL17的转录表达和蛋白积累。表型分析显示ATL17突变体在正常生长条件下没有表型；但在ABA处理下，种子萌发、子叶绿化和萌发后根生长阶段均表现出明显的ABA不敏感，提示ATL17正向调控ABA抑制的种子萌发与早期幼苗生长。ATL17与AHG1存在直接的相互作用，且ABA处理可以诱导AHG1由细胞核转移到细胞质，从而与ATL17发生共定位。通过蛋白降解分析与遗传学验证，进一步明确ATL17通过泛素-蛋白酶体途径介导AHG1的降解，以调节ABA对种子萌发及幼苗建成的抑制作用。
进一步研究发现，生长素响应因子ARF2能够结合ATL17启动子中的AuxRE顺式元件，抑制其转录活性；而ABA可能通过削弱ARF2的抑制作用，以促进ATL17的表达。深入研究发现，ATL17-AHG1调控模块显著影响SnRK2.3磷酸化水平和ABI5蛋白的积累，从而在种子萌发和幼苗早期发育阶段激活ABA信号输出。
综上所述，该研究阐明了ATL17通过调控AHG1蛋白稳态从而实现ABA信号感知的新机制，同时揭示了ARF2在ABA信号传导中的新功能，突出了ATL17介导的AHG1降解在调控ABA反应中的关键作用。
河南大学博士后王伊宾为论文的第一作者，河南大学郝福顺教授、陆平利教授、孙立荣副教授为论文的共同通讯作者。该研究工作获得国家自然科学基金和河南省自然科学基金项目资助。
https://doi.org/10.1111/nph.71387
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