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Mol Plant | 中国农业大学傅缨课题组揭示衔接蛋白ECAP调控ABA信号转导分子机制

  • 2026-10-25 14:11:47
Mol Plant | 中国农业大学傅缨课题组揭示衔接蛋白ECAP调控ABA信号转导分子机制

近日,Molecular Plant 在线发表了中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室傅缨教授课题组题目为:The EAR motif-containing adaptor protein ECAP enhances the assembly of PYR1-ABI1complex to promote ABA signaling in Arabidopsis 的研究论文,揭示了衔接蛋白ECAP通过促进PYR1-ABI1复合体的组装调控ABA信号转导的分子机制。

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研究背景

脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在植物的生长发育过程(如胚胎成熟、种子休眠、种子萌发、细胞伸长)以及对生物和非生物胁迫(如干旱胁迫)响应等过程中起关键作用。在ABA信号途径中,ABA与PYR1/PYLs受体结合后,与PP2Cs共受体形成复合体,从而解除PP2Cs对SnRK2s激酶的抑制,激活ABA信号。因此,PYR1/PYLs-ABA-PP2Cs复合体的组装对ABA信号的激活至关重要。当前,尽管已有报道BAK1、ABT等因子能够抑制该复合体的组装,但正向调控该复合体组装的因子及相关分子机制仍不清楚。

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研究内容

该研究证明,ECAP正向调控ABA介导的种子萌发抑制、主根生长抑制、ABA诱导的气孔关闭,并增强植物的抗旱性。高浓度ABA诱导ECAP转录和蛋白水平显著上调。进一步通过酵母双杂交、BiFC等方法鉴定到ABA受体(PYR1, PYL1/3/11)和共受体PP2Cs(ABI1/2)均能与ECAP相互作用,并证明ECAP可增强PYR1-ABI1的相互作用,进而增强PYR1对ABI1磷酸酶活性的抑制作用。除此之外,还发现ECAP能以剂量依赖的方式直接抑制ABI1/2的磷酸酶活性。

图1 ECAP介导ABA信号转导的分子机制

据此提出一个工作模型:在正常条件下,植物维持较低的ABA本底水平,且ECAP的表达水平也较低。因此,SnRK2s激酶的活性主要受到PP2Cs磷酸酶(如ABI1和ABI2)的抑制。当植物在生长发育过程中或遭遇逆境胁迫时体内的ABA水平升高,则诱导ECAP表达上调。ECAP通过与多个PYR1/PYLs受体及共受体PP2Cs相互作用,促进了PYR1-ABA-PP2Cs复合体的组装,增强了ABA-PYR1对PP2Cs磷酸酶活性和蛋白稳定性的抑制作用。此外,ECAP通过与PP2Cs的C端催化结构域结合直接抑制其磷酸酶活性。ECAP介导的对PP2Cs的抑制作用激活了下游ABA信号途径,引发了一系列植物对ABA的响应过程(图1)。

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研究结论

该研究揭示了ECAP是ABA信号通路中的关键正向调控因子,并阐明了ECAP通过促进PYR1-ABA-PP2Cs复合体的组装调控ABA信号转导的分子机制,为ABA信号介导的植物发育和胁迫响应提供了新的见解。

作者简介

中国农业大学傅缨课题组李星博士和李长江副教授为论文的共同第一作者,傅缨教授为通讯作者。参加该工作的还有中国农业大学朱蕾副教授、石磊博士、博士研究生吕高锋、李席、李安兴,本科生谭舒龙、刘铠溪。中国农业大学杨光辉教授、李继刚教授提供了建议和帮助。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。

第一作者简介:

李星,博士,2024年获得中国农业大学博士学位;2024年至今,在中国农业大学作物学流动站从事科研工作。主要从事植物激素信号转导和逆境胁迫响应机制研究,相关研究成果以第一作者(含共同)在Molecular Plant、Cell Reports、New Phytologist等国际SCI期刊发表多篇论文。先后主持了国家自然科学基金青年项目(C类)和中国博士后科学基金面上项目。

李长江,博士,中国农业大学生物学院副教授。主要从事植物生长发育可塑性与逆境应答机制研究,在Molecular Plant、Cell Reports、Plant Cell、New Phytologist等国际SCI期刊发表多篇论文。

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