植物激素脫落酸（Abscisic acid, ABA）在調(diào)控種子休眠與萌發(fā)過程中發(fā)揮核心作用。在不利環(huán)境條件下，ABA通過激活轉(zhuǎn)錄因子ABA INSENSITIVE 5（ABI5）阻斷萌發(fā)，以保證幼苗存活，然而ABI5蛋白在種子萌發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)變化機(jī)制目前尚不完全明確。

近日，上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院劉路課題組在Science Advances雜志在線發(fā)表了題為QUIRKY controls seed germination via precision degradation of ABI5的研究論文。該研究揭示了MCTP家族成員QUIRKY（QKY）通過調(diào)控ABI5精確降解來參與種子萌發(fā)的新機(jī)制。

在脅迫信號(hào)下，ABI5會(huì)快速累積并強(qiáng)烈抑制萌發(fā)。然而植物成功萌發(fā)需要及時(shí)降低ABI5水平，這要求其降解過程具備精確性與動(dòng)態(tài)調(diào)控能力。盡管已有研究表明ABI5可在細(xì)胞核內(nèi)被降解，但是其在細(xì)胞質(zhì)中如何被招募以及如何實(shí)現(xiàn)選擇性降解仍存在重大未知。

該研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥中膜蛋白QKY在ABA信號(hào)通路中通過調(diào)控ABI5降解發(fā)揮關(guān)鍵作用。ABA直接誘導(dǎo)QKY形成細(xì)胞質(zhì)凝聚體。同時(shí)QKY與ABI5相互作用，促進(jìn)ABI5進(jìn)入相分離凝聚結(jié)構(gòu)，并通過招募E3泛素連接酶KEEP ON GOING（KEG）促進(jìn)ABI5在細(xì)胞質(zhì)中的降解。功能缺失的qky突變體對(duì)ABA超敏感，萌發(fā)率降低，幼苗建成受阻，說明QKY在植物萌發(fā)及早期發(fā)育轉(zhuǎn)變中具有關(guān)鍵調(diào)控作用。這些發(fā)現(xiàn)表明QKY作為支架蛋白，整合相分離和靶向泛素化過程，從而精細(xì)調(diào)控ABA應(yīng)答，平衡種子休眠與萌發(fā)。

ABA誘導(dǎo)QKY細(xì)胞質(zhì)點(diǎn)狀聚集

綜上，該研究拓展了對(duì)ABI5翻譯后調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，并揭示了MCTP家族蛋白在植物早期發(fā)育過程中協(xié)調(diào)生長與脅迫平衡的關(guān)鍵作用，為未來調(diào)控作物休眠、萌發(fā)及逆境適應(yīng)能力提供了重要理論基礎(chǔ)。

上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院博士生姜宇鵬為該論文第一作者，劉路副教授為通訊作者。實(shí)驗(yàn)室玄立杰副研究員及多位研究生對(duì)本研究給予了重要指導(dǎo)。本研究得到了上海市現(xiàn)代種業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心、上海市自然科學(xué)基金經(jīng)費(fèi)的資助。

論文鏈接：

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