中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊淑華研究團(tuán)隊(duì)揭示蛋白激酶BIN2調(diào)控植物低溫應(yīng)答的新機(jī)制

2019年8月15日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊淑華課題組揭示了蛋白激酶BIN2調(diào)控植物低溫應(yīng)答的新機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《The Plant Cell》上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，CBF類轉(zhuǎn)錄因子在冷鍛煉過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。CBFs基因在低溫脅迫早期被快速誘導(dǎo)表達(dá)，激活下游冷響應(yīng)COR基因的表達(dá)，但在低溫脅迫后期被關(guān)閉，而實(shí)現(xiàn)這一精細(xì)調(diào)控的分子機(jī)制并不清楚。該研究通過酵母文庫篩選，發(fā)現(xiàn)BIN2蛋白與CBFs基因上游轉(zhuǎn)錄因子ICE1互作，并通過一系列試驗(yàn)確證了這一互作。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)作為蛋白激酶，BIN2能夠磷酸化ICE1，促進(jìn)后者的降解，最終降低了CBFs基因的表達(dá)。結(jié)合前人研究成果發(fā)現(xiàn)，BIN2能夠通過負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子BZR1和CESTA，降低CBFs基因表達(dá)，表明BIN2是CBFs基因的關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)BIN2的激酶活性在植物受冷脅迫早期會顯著降低，而在后期恢復(fù)到脅迫前的水平。這表明植物在感受到冷信號后，會通過某種機(jī)制抑制BIN2的作用，釋放多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)CBF基因表達(dá)，從而增強(qiáng)植物的耐低溫能力，而在后期，BIN2的激酶活性恢復(fù)，防止過度響應(yīng)對植物自身造成傷害。這項(xiàng)研究證明BIN2是植物冷響應(yīng)過程的一個(gè)重要開關(guān)，對揭示植物應(yīng)答低溫脅迫的分子機(jī)制有重要意義。