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      近日，Molecular Plant在線發(fā)表了河北師范大學(xué)孫玉課題組的題為“Two E-clade Protein Phosphatase 2Cs enhance ABA signaling by dephosphorylating ABI1 in Arabidopsis”的研究論文（if值：24.1），該研究揭示了PP2C E家族蛋白磷酸酶ADEP1/2通過脫磷酸化ABI1，增強(qiáng)其蛋白穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)植物ABA響應(yīng)的快速精準(zhǔn)調(diào)控。

      實(shí)驗(yàn)中，將生長(zhǎng)超過三周的植物移至九圃人工氣候室中，在22°C日照條件和55%相對(duì)濕度的土壤環(huán)境中培育。

文獻(xiàn)引用的九圃產(chǎn)品——九圃智能人工氣候室

      相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.03.019

      利用擬南芥磷酸酶酵母文庫(kù)篩選能夠去磷酸化 ABI1的蛋白磷酸酶。結(jié)果鑒定到兩個(gè)E類PP2C蛋白磷酸酶DEP1和ADEP2與ABI1和ABI2表現(xiàn)出強(qiáng)相互作用（圖1 A）。隨后通過LCI（圖1 B）、CO-IP（圖1 C-D）、pull-down（圖1 E）和凝膠覆蓋（圖1 F）實(shí)驗(yàn)證實(shí)了ADEP1/2與ABI1/2之間存在物理相互作用。（注*：MBP標(biāo)記的ADEP1/2蛋白可直接結(jié)合硝酸纖維素膜上的GST-ABI1/2，進(jìn)一步驗(yàn)證物理互作的存在。）

圖1  ADEP1 和 ADEP2 與 ABI1 和 ABI2 相互作用

      研究 ADEP1/2 對(duì)于植物ABA響應(yīng)的影響，構(gòu)建了adep1、adep2單突變體及adep1/2雙突變體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)突變體對(duì)ABA的敏感性顯著降低，表現(xiàn)為 ABA 培養(yǎng)基上更高的種子萌發(fā)率、更長(zhǎng)的根和 ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉率降低；雙突變體對(duì)ABA的敏感性比單突變體更低。在突變體中回補(bǔ)ADEP1/2后挽救了種子萌發(fā)、根生長(zhǎng)和氣孔相關(guān)的表型（圖2 A-F）。表明，ADEP1/2正調(diào)控植物的ABA響應(yīng)，且功能上存在冗余。

     ABA信號(hào)誘導(dǎo)ABI5蛋白的積累，因此檢測(cè)adep1/2 突變體和回補(bǔ)株系中ABI5蛋白的積累。結(jié)果顯示，突變體中ABI5蛋白水平下降，而在回補(bǔ)株系中與WT相近（圖2 G-H）。表明，adep1/2突變體的表型與ABA相關(guān)，且ADEP1/2在ABA信號(hào)通路中作為正調(diào)控因子發(fā)揮作用。

圖2.  ADEP1/2通過脫磷酸化ABI1精確調(diào)控植物ABA響應(yīng)的模式圖

      進(jìn)一步通過轉(zhuǎn)錄組分析研究 ADEP1/2 在 ABA 信號(hào)傳導(dǎo)中的功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在 Col-0 中 ABA 誘導(dǎo)的 DEGs 比突變體中的數(shù)量更多且表達(dá)變化幅度更大（圖3 A-C）。這表明 ADEP1/2 的缺失削弱了植物對(duì) ABA 信號(hào)的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)能力。

圖3 RNA-seq 分析支持 ADEP1/2 作為 ABA 信號(hào)傳導(dǎo)的正調(diào)節(jié)劑的作用

      此項(xiàng)研究是河北師范大學(xué)孫玉課題組在PP2CE家族調(diào)控ABA信號(hào)通路領(lǐng)域的又一重要突破。此前，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)PP2C E家族成員EGR1/2通過去磷酸化SnRK2.2第31位絲氨酸降低其激酶活性，從而正向調(diào)控ABA信號(hào)通路。而本研究進(jìn)一步揭示了PP2C E家族另一對(duì)同源蛋白ADEP1/2通過去磷酸化ABI1/2調(diào)節(jié)ABA信號(hào)通路的新機(jī)制，為理解植物如何精準(zhǔn)平衡脅迫響應(yīng)與生長(zhǎng)發(fā)育提供了重要理論依據(jù)。

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