拟南芥钙依赖性蛋白激酶CPK6调控ABA信号的机制

来源：BioArt植物

原标题：西北农林科技大学江元清研究组揭示拟南芥钙依赖性蛋白激酶CPK6调控ABA信号的机制

植物激素脱落酸 (abscisic acid, ABA) 在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要作用。ABA信号转导通路由受体RCAR/PYR/PYLs、磷酸酶PP2Cs、激酶SnRK2s 及其底物构成。无ABA信号时, PP2Cs结合并去磷酸化SnRK2s, 抑制SnRK2s激酶活性, 使SnRK2s不能激活其底物; 而当ABA存在时，受体RCAR/PYR/PYLs与ABA相互结合, 进一步与PP2Cs结合, 形成三元复合体, 抑制PP2Cs的酶活性, 同时使PP2Cs-SnRK2s复合体解离, SnRK2s发生自磷酸化, 随后通过磷酸化激活转录因子等下游底物, 诱导ABA响应基因的表达。

钙离子是植物细胞信号转导的第二信使，植物钙依赖性蛋白激酶 (calcium-dependent protein kinases, CPK) 作为钙离子的感受器与下游靶蛋白在植物生长发育和胁迫响应过程中具有重要作用。已有的研究表明，CPKs可以通过ABA信号途径起作用。然而，目前CPKs参与ABA信号途径调控的分子机制在很大程度上仍不清楚。 

9月30日，西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室、生命科学学院江元清教授研究组在Journal of Experimental Botany在线发表了题为Arabidopsis CPK6 positively regulates ABA signaling and drought tolerance through phosphorylating ABA-responsive element binding factors 的研究论文，揭示了钙依赖性蛋白激酶CPK6调控拟南芥ABA信号和干旱响应的分子机制。

该研究发现，CPK6基因的表达受到ABA和脱水的诱导。两个cpk6 T-DNA插入突变体的种子萌发和幼苗根系伸长对ABA表现为不敏感，而过表达CPK6则表现出相反的表型。此外，与野生型相比，CPK6过表达株系具有更强的耐旱性。

进一步研究发现，CPK6可与ABA信号途径的关键转录因子ABF3 和 ABI5发生互作，并使它们发生磷酸化，增强其转录活性。该研究进一步鉴定了ABF3和ABI5的磷酸化位点。综合以上结果，该研究揭示了钙依赖性蛋白激酶CPK6通过磷酸化ABA信号途径的ABF3 和 ABI5调控ABA信号以及拟南芥的干旱胁迫响应。

全文转载自PlantReports公众号。论文原文链接：

https://doi.org/10.1093/jxb/erz432