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冠军白菜策略网cmp8论坛郭振飞教授团队揭示类钙调素蛋白调控苜蓿耐寒性的分子机制

发布时间:2022-06-27   文章作者:  浏览次数:

低温是影响紫花苜蓿生长发育、降低其产量的主要非生物胁迫之一。Ca2+是植物生长发育和逆境响应的胞内信使,类钙调素蛋白(CMLs, Calmodulin-like proteins)是植物细胞重要的Ca2+感受器之一,与Ca2+结合后活化,进一步激活靶蛋白,调控下游生理生化反应,但其在植物耐寒性调控中的作用知之甚少。

近日,冠军白菜策略网cmp8论坛郭振飞教授团队在Plant Physiology在线发表了题为Calmodulin-like protein (CML10) interacts with cytosolic enzymes GSTU8 and FBA6 to regulate cold tolerance的研究论文,揭示了紫花苜蓿类钙调蛋白MsCML10与细胞质谷胱甘肽硫转移酶8GSTU8)和醛缩酶6FBA6)互作,调控苜蓿耐寒性的分子机制。

该团队发现紫花苜蓿MsCML10表达受低温诱导,过表达MsCML10的转基因紫花苜蓿和蒺藜苜蓿耐寒性均提高;下调MsCML10表达的紫花苜蓿RNAi株系耐寒性降低,蒺藜苜蓿同源基因MtCML10Tnt1插入突变体mtcml10耐寒性也降低,而表达MsCML10能恢复突变体mtcml10的耐寒性。这些结果表明,MsCML10正调控耐寒性。进一步研究发现,细胞质MsGSTU8MsFBA6MsCML10的互作蛋白,且其互作需要Ca2+参与。低温处理后苜蓿GSTUFBA活性升高,活性氧(ROS)和蔗糖等可溶性糖积累;与野生型相比,紫花苜蓿过表达株系中MsGSTUFBA活性更高,ROS积累较少,蔗糖等可溶性糖含量更高;而RNAi株系中GSTUFBA活性较低,ROS积累更多,可溶性糖含量较低。

综上所述,该研究揭示了MsCML10调控紫花苜蓿耐寒性的分子机制:低温下MsCML10结合Ca2+后而活化,分别与细胞质酶MsGSTU8MsFBA6互作,促进植物维持ROS稳态,增加糖的积累,进而调控耐寒性。

1 MsCML10调控紫花苜蓿耐寒性的模式图

草业公司博士研究生于舒函为第一作者,郭振飞教授为通讯作者该研究获得国家自然科学基金重点项目资助。这是郭振飞团队2021The Plant JournalPlant Cell and Environment分别报道苜蓿CML42CTLKAIR12基因调控耐寒性研究的又一新进展


论文链接:

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac311