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中科院植物所種康/徐云遠研究組在水稻耐寒性調控機制研究中取得進展
閱讀：927 發布時間：2020-11-6
2020年11月4日，Plant, Cell & Environment在線發表了中國科學院植物研究所徐云遠研究員為通訊作者題為“Phosphatase OsPP2C27 directly dephosphorylates OsMAPK3 and OsbHLH002 to negatively regulate cold tolerance in rice”的研究論文。
提高耐寒性是水稻育種的主要目標之一。OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1信號傳導通路增強了水稻的耐寒性：該激酶被冷脅迫激活，而后轉錄因子被激活的激酶磷酸化，從而觸發了冷響應基因的表達。然而，關于這條信號通路如何及時被抑制以避免其處于連續激活狀態仍知之甚少。該研究發現一種新的2C型蛋白磷酸酶OsPP2C27，其可負調節OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1通路。在冷處理過程中，OsMAPK3活性發生動態變化。體外和體內條件下，OsPP2C27與OsMAPK3存在直接相互作用并使其去磷酸化。OsPP2C27還可以直接使OsbHLH002（OsMAPK3的靶標）去磷酸化。冷處理后，與野生型相比，OsPP2C27-RNAi株系和T-DNA插入突變體的存活率較高，而過表達OsPP2C27株系的存活率較低。此外，OsPPP1和OsDREBs的表達在OsPP2C27-RNAi株系中增加，而在過表達OsPP2C27株系中降低。
該研究結果表明，冷誘導的OsPP2C27通過直接使phospho‐OsMAPK3和phospho‐OsbHLH002去磷酸化，以負調控OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1信號傳導通路，從而阻止冷脅迫正向途通路的持續激活，以在低溫條件下維持正常生長。