膜蛋白受體激酶對滲透脅迫信號轉導起關鍵作用

　　干旱及鹽堿等引起的滲透脅迫是限制農作物生長速度與產量的關鍵因素之一。目前，植物細胞如何感知外界環境的滲透變化并做出適應性響應的早期機制尚不清楚。

　　谷子（Setaria italica）起源于我國黃河流域，是最早被馴化和栽培的作物之一。谷子及其野生種青狗尾草因基因組小、易于轉化、生育期短且繁殖系數高，正在快速成為禾本科C4作物遺傳研究的模式植物。中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心趙美丞研究組以谷子為模式研究體系，揭示了DPY1在感知滲透勢變化及信號轉導中具有關鍵作用，為該領域研究提供了重要信息。

　　前期研究在谷子中克隆了一個膜蛋白受體激酶DPY1。研究在利用LC-MS/MS篩選DPY1的互作蛋白時發現SnRK2激酶家族成員SAPK6及其上游特異的B4家族RAF20激酶是DPY1的互作蛋白（而DPY1在體外不能直接磷酸化二者），暗示了DPY1參與了滲透脅迫信號；激酶實驗表明滲透脅迫/干旱可以顯著增加DPY1的磷酸化并持續激活其激酶活性；基于TMT標記的蛋白磷酸化組分析發現DPY1的缺失會導致超50%的滲透脅迫響應磷酸化位點失去響應，其中包含SnRK2家族的SAPK6，此外，SAPK6的干旱/高滲激活依賴于DPY1；遺傳學及轉錄組分析證實SAPK6位于DPY1下游參與谷子滲透脅迫信號轉導及抗旱響應，且該過程很大程度不依賴DPY1介導的BR信號。該研究鑒定了一個對滲透脅迫信號轉導起關鍵作用的膜蛋白受體激酶，并將核心響應激酶SnRK2的激活關聯到細胞膜。

　　7月18日，相關研究成果以The osmotic stress–activated receptor-like kinase DPY1 mediates SnRK2 kinase activation and drought tolerance in Setaria為題，在線發表在《植物細胞》（The Plant Cell）上。該研究由農業資源中心與中國農業科學院等合作完成。研究工作得到河北省自然科學基金杰出青年項目和國家自然科學基金面上項目等的支持。