南京农业大学章文华研究组揭示水稻14-3-3蛋白OsGF14b增强磷脂酶OsPLC1稳定性提高耐盐性
2023/2/1 9:13:23 阅读：139 发布者：
土壤盐渍化严重危害农作物生长发育，制约全球农业生产。植物在感受到土壤盐胁迫后，通过复杂的信号转导途径激发适应性响应。磷脂信号是细胞内重要的第二信使，在磷脂代谢途径中，磷脂酶C (phospholipase C，PLC)水解甘油磷脂，根据底物特异性，PLC分为磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C (phosphoinositide-specific PLC, PI-PLC)和底物非特异性的磷脂酶C (nonspecific phospholipase C, NPC)。水稻中的PI-PLC家族包含四个成员（OsPLC1-4），对水稻的耐盐性至关重要，研究表明OsPLC1水解磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸PI(4,5)P2或磷脂酰肌醇-4-磷酸PI4P，促进下游产物三磷酸肌醇IP3 (inositol triphosphate)和二酰甘油DAG (diacyl glycerol)的积累，激活胞内Ca2+信号从而响应盐胁迫。
近期，南京农业大学生命科学学院章文华研究组在Plant Cell & Environment上发表了题为 “A 14-3-3 protein positively regulates rice salt tolerance by stabilizing phospholipase C1”的研究论文，揭示了14-3-3蛋白OsGF14b在水稻盐胁迫应答过程中维持OsPLC1蛋白稳定性的作用机制。
该研究通过酵母双杂交筛选发现一个水稻14-3-3蛋白OsGF14b与OsPLC1相互作用，免疫共沉淀等多种蛋白质互作分析证实二者在体内和体外均能相互作用。与OsPLC1相似，OsGF14b正向调控水稻的耐盐性，其突变体对盐胁迫表现更加敏感，过表达株系的耐盐性明显提高。且盐胁迫促进OsGF14b与OsPLC1的结合。此外，OsGF14b正调节OsPLC1的水解活性，对盐胁迫诱导的PI-PLC激活至关重要。进一步研究发现，OsPLC1通过泛素-蛋白酶体途径被降解，osgf14b突变体中OsPLC1蛋白显著减少，MG132处理则可将其恢复至野生型水平。OsGF14b抑制OsPLC1的泛素化从而抑制OsPLC1的蛋白酶体降解。盐胁迫下，osgf14b中OsPLC1蛋白水平低于WT，而OsGF14b过表达植株中OsPLC1的稳定性显著增加。综上所述， OsGF14b与OsPLC1相互作用，促进其活性和稳定性，从而提高水稻的耐盐性，扩展了磷脂酶C的分子调节机制。
南京农业大学生命科学学院王宁娜博士为论文第一作者，沈立轲副教授和章文华教授为论文共同通讯作者。此外，生命科学学院的林峰副教授、井文副教授、博士生施一渊、硕士生姜群、李欢、樊文霞、丰瑜、江苏省中国科学院植物研究所的李莉博士和广东省农业科学院的刘斌研究员等也参与了该工作。该研究获得了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1111/pce.14520
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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