九圃人工气候室在科研实践中的应用突破:揭示植物ABA响应调控机制
分类:引用九圃论文 发布时间:2025-05-05 15:47:30

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      近日,Molecular Plant在线发表了河北师范大学孙玉课题组的题为“Two E-clade Protein Phosphatase 2Cs enhance ABA signaling by dephosphorylating ABI1 in Arabidopsis”的研究论文(if值:24.1),该研究揭示了PP2C E家族蛋白磷酸酶ADEP1/2通过脱磷酸化ABI1,增强其蛋白稳定性,从而实现对植物ABA响应的快速精准调控。

      实验中,将生长超过三周的植物移至九圃人工气候室中,在22°C日照条件和55%相对湿度的土壤环境中培育。



文献引用的九圃产品——九圃智能人工气候室

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      相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.03.019




      利用拟南芥磷酸酶酵母文库筛选能够去磷酸化 ABI1的蛋白磷酸酶。结果鉴定到两个E类PP2C蛋白磷酸酶DEP1和ADEP2与ABI1和ABI2表现出强相互作用(图1 A)。随后通过LCI(图1 B)、CO-IP(图1 C-D)、pull-down(图1 E)和凝胶覆盖(图1 F)实验证实了ADEP1/2与ABI1/2之间存在物理相互作用。(注*:MBP标记的ADEP1/2蛋白可直接结合硝酸纤维素膜上的GST-ABI1/2,进一步验证物理互作的存在。)

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图1  ADEP1 和 ADEP2 与 ABI1 和 ABI2 相互作用


      研究 ADEP1/2 对于植物ABA响应的影响,构建了adep1、adep2单突变体及adep1/2双突变体。结果发现突变体对ABA的敏感性显著降低,表现为 ABA 培养基上更高的种子萌发率、更长的根和 ABA诱导的气孔关闭率降低;双突变体对ABA的敏感性比单突变体更低。在突变体中回补ADEP1/2后挽救了种子萌发、根生长和气孔相关的表型(图2 A-F)。表明,ADEP1/2正调控植物的ABA响应,且功能上存在冗余。

     ABA信号诱导ABI5蛋白的积累,因此检测adep1/2 突变体和回补株系中ABI5蛋白的积累。结果显示,突变体中ABI5蛋白水平下降,而在回补株系中与WT相近(图2 G-H)。表明,adep1/2突变体的表型与ABA相关,且ADEP1/2在ABA信号通路中作为正调控因子发挥作用。


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图2.  ADEP1/2通过脱磷酸化ABI1精确调控植物ABA响应的模式图


      进一步通过转录组分析研究 ADEP1/2 在 ABA 信号传导中的功能。结果发现,在 Col-0 中 ABA 诱导的 DEGs 比突变体中的数量更多且表达变化幅度更大(图3 A-C)。这表明 ADEP1/2 的缺失削弱了植物对 ABA 信号的转录响应能力。


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图3 RNA-seq 分析支持 ADEP1/2 作为 ABA 信号传导的正调节剂的作用



      此项研究是河北师范大学孙玉课题组在PP2CE家族调控ABA信号通路领域的又一重要突破。此前,该团队发现PP2C E家族成员EGR1/2通过去磷酸化SnRK2.2第31位丝氨酸降低其激酶活性,从而正向调控ABA信号通路。而本研究进一步揭示了PP2C E家族另一对同源蛋白ADEP1/2通过去磷酸化ABI1/2调节ABA信号通路的新机制,为理解植物如何精准平衡胁迫响应与生长发育提供了重要理论依据。





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