发现苹果响应硝酸盐信号新途径(2020.4.8 植物分子研究)

2020-04-28 08:03
三农资讯半月报 2020年7期
关键词:酸化硝酸盐编码

苹果酸作为一种重要的代谢产物,在植物代谢,pH稳态,营养吸收,渗透调节和非生物逆境抗性中起着至关重要的作用。而过量施用硝酸盐(一种植物必需的大量营养素和调节多种生理过程的信号)会减少苹果果实中苹果酸的积累,但其潜在机理仍知之甚少。

2020年4月2日,山东农业大学园艺科学与工程学院郝玉金课题组在期刊‘Plant Physiology发表了题为‘BTB-TAZdomain protein MdBT2 modulates malate accumulation and vacuolar acidification in response to nitrate研究文章,该文章证实了苹果BTB/TAZ蛋白MdBT2可以参与调节苹果酸积累和液泡pH值,以响应硝酸盐。

该研究通过体外和体内试验表明,MdBT2可通过响应于硝酸盐的泛素/26S蛋白酶体途径与bHLH转录因子MdCIbHLH1直接相互作用并使其泛素化。而这种泛素化作用会导致MdCIbHLH1蛋白降解,并降低参与苹果酸积累和液泡酸化的MdCIbHLH1靶向基因的转录,包括编码液泡H+-ATPase的MdVHA-A和编码液泡H+-磷酸酶的MdVHP1,以及编码铝激活的苹果酸转运蛋白的MdALMT9。通过对苹果一系列转基因材料(包括果实,小植株和愈伤组织)分析表明,MdBT2通过调节MdCIbHLH1蛋白质水平至少可以部分(如果不是完全的話)控制硝酸盐介导的苹果酸积累和液泡pH。

综上所述,这些发现表明,MdBT2通过响应硝酸盐的泛素化来调节MdCIbHLH1的稳定性,这在转录上连续降低了苹果酸相关基因的表达,从而在高硝酸盐供应下控制苹果中苹果酸的积累和液泡酸化。

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