四川大学杨毅教授课题组发现脱落酸稳态调控新机制

来源：JIPB

作为一种重要的植物激素，脱落酸（Abscisic acid，ABA）在植物的生长发育和逆境应答过程中发挥着至关重要的作用。ABA信号的感知由ABA受体介导，拟南芥中ABA受体共有14个成员：RCAR1-RCAR14，它们对ABA信号转导的起始甚为关键。植物体内的ABA含量受到精细而复杂的调控，从而保持了ABA在体内的动态平衡。前期研究发现，糖基转移酶UGT71C5能够将ABA糖基化为ABA糖脂即ABA-GE，从而使其失去生物学活性，遗传和生化实验结果表明，UGT71C5在调控ABA内稳态过程中扮演着十分重要的角色。

JIPB近日在线发表了四川大学生命科学学院杨毅课题组题为“Abscisic acid receptors maintain abscisic acid homeostasis by modulating UGT71C5 glycosylation activity”的研究论文。该研究发现ABA受体RCAR12和RCAR13能够与糖基转移酶UGT71C5相互作用，RCAR12/13通过影响UGT71C5的酶活性，进而调控植物体内ABA稳态。

RCAR12/13能够在体外和体内与UGT71C5发生相互作用

杨毅课题组研究发现，ABA的某些受体能够与UGT71C5协同调控植物体内的ABA稳态。作者在体外、酵母细胞以及植物体内探究了UGT71C5能否与RCAR相互作用。结果表明，UGT71C5能够与14个ABA受体中的2个，即RCAR12/13，发生直接的相互作用。进一步研究发现，ABA能够在酵母细胞和植物细胞内增强UGT71C5和RCAR12/13之间的相互作用。体外和体内生化实验证实，相比其它RCAR（如RCAR11），当RCAR12或RCAR13存在时，UGT71C5催化ABA生成ABA-GE的能力显著增强，说明RCAR12/13能够增强UGT71C5的酶活性。基于叶肉原生质体瞬时表达实验证实，RCAR12/13过表达至野生型原生质体能够升高ABA-GE的含量，而RCAR12/13过表达至ugt71c5突变体原生质体不能造成ABA-GE含量的显著变化。遗传学证据表明，干旱复水后，RCAR12/13过表达植物中的ABA-GE含量显著高于野生型和RCAR11过表达植物。因此，该研究揭示了植物调控体内ABA稳态的一个新机制。

杨毅课题组近年来在ABA信号转导研究中取得了一系列进展，发现了转录干扰在ABA介导的花粉败育中的作用机理（Wang et al. Plant, Cell & Environment, 2020）；解析了蛋白激酶CARK1通过磷酸化ABA受体来调控ABA信号的分子机理（Li et al. Journal of Experimental Botany, 2019；Zhang et al. Cell Discovery, 2018）；E3泛素连接酶AtRAE1和 RIFP1通过降解ABA受体进而参与ABA信号的传递（Li et al. Plant, Cell & Environment, 2016, 2018）；阐明一个全新的UDP-糖基转移酶UGT71C5如何在植物体内催化脱落酸ABA（有活性）转化为ABA-GE（无活性），从而达到植物体内ABA的内稳态平衡的分子机制 (Liu et al. Plant Physiology, 2015)。本论文进一步揭示了ABA受体调控植物体内ABA稳态的新机制。已毕业博士生马燕林为该论文的第一作者，杨毅教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委和四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室的资助。