Hortic Res | 四川农业大学农学院王西瑶团队揭示StSN2与StBIN2互作维持马铃薯块茎休眠的分子机制

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第四大粮食作物，仅次于玉米﹑水稻和小麦，我国的马铃薯种植面积和产量居世界首位。马铃薯收获后，马铃薯块茎需要一段休眠期才能开始发芽。不同品种在不同的环境条件下，具有30-150d不等的休眠期，因休眠机理未明，加之水分含量重，休眠期较难调控。不适当的休眠期导致不合时宜的发芽，对收获后贮藏、种薯活力、鲜食薯营养及加工薯品质等都有严重影响。在贮藏中，休眠期太短导致过早发芽、腐烂变质，直接经济损失20%以上。在生产上，种薯休眠期过短或过长，导致过早或过晚萌芽，均造成播种期种薯活力差，苗期生长受限，减产10%以上。尤其在我国西南混作区马铃薯周年生产、多季节播种、多种间套作种植模式下，调控种薯休眠期与播种期匹配难度更大。休眠解除后的发芽马铃薯，因含龙葵素碱，鲜食后易导致中毒，加工后品质不佳。休眠难控成为制约马铃薯产业发展的瓶颈，急需通过对块茎休眠维持机制的基础研究，寻找维持休眠的新技术以破解产业发展难题。

2023年11月，Horticulture Research上线了（Advance Access）四川农业大学大学王西瑶团队题为StSN2 interacts with the brassinosteroid signaling suppressor StBIN2 to maintain tuber dormancy 的研究论文。前期转录组与蛋白质组学筛选到马铃薯块茎休眠关键基因StSN2，IP-MS对StSN2的互作蛋白进行了筛选，从中鉴定出BR负调控因子StBIN2。StBIN2作为ABA与BR信号转导通路的中间桥梁，在维持块茎休眠中发挥了重要作用。该研究结果拓宽了对块茎休眠分子机制的了解，并将有助于马铃薯的分子育种。

该研究采用酵母双杂交﹑双荧光素酶互补和蛋白免疫共沉淀的方法对StSN2的互作蛋白进行验证。酶活检测分析表明，StSN2与StBIN2互作提高StBIN2酶活性。随后对StSN2和StBIN2的互作位点也进行了鉴定，半胱氨酸是其互作的主要位点。构建StBIN2的过表达材料发现，过表达StBIN2也同样具有维持块茎休眠的功能。 qPCR结果发现，过表达StBIN2能够抑制BZR1的表达，但促进了SnRK2.2/2.3/2.4/2.6的表达。Phos-tag-SDS-PAGE电泳结果表明，StBIN2促进StSnRK2.3的磷酸化。由此可知，StBIN2通过磷酸化SnRK2.3来正调控ABA信号通路从而维持块茎休眠。综上，该研究提出了马铃薯StSN2和StBIN2在维持块茎休眠中的调节机制工作模型。研究结果增强了我们对马铃薯块茎休眠调节机制的理解，并有助于新型马铃薯品种的选育。

图 StSN2和StBIN2在维持块茎休眠中的调节机制工作模型

四川农业大学农学院在读博士生刘石锋为本论文的第一作者，王西瑶教授为该论文的通讯作者。该研究得到了四川省现代农业产业技术体系创新团队项目（sccxtd-2023-09）和西南地区作物基因探索与利用国家重点实验室生物育种项目（SKL-ZY202203）的资助。

作者团队介绍

王西瑶研究团队

项目组多年来一直致力于马铃薯块茎休眠和休眠解除机制研究。近年来，先后在Food Chemistry、Horticulture Research、International Journal of Molecular Science 等期刊发表多篇文章。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad228‍

转自：“园艺研究”微信公众号

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