干旱脅迫嚴(yán)重制約著植物的生長發(fā)育，并導(dǎo)致世界范圍內(nèi)作物減產(chǎn)。為應(yīng)對日益嚴(yán)重的干旱脅迫，解析植物抗旱機理選育耐旱作物迫在眉睫。干旱脅迫導(dǎo)致包括過氧化氫(H2O2)?在內(nèi)的活性氧?(ROS)?失衡，影響植物的生長發(fā)育。
過氧化氫酶?(CAT)?可以靶向H2O2分解從而維持體內(nèi)活性氧穩(wěn)態(tài)。解析過氧化氫酶的調(diào)控機制，有利于深入明晰活性氧平衡植物生長發(fā)育和環(huán)境耐受性的分子機理，對提高農(nóng)作物耐旱性和保障世界糧食安全具有重要意義。
為探索過氧化氫酶的調(diào)控機制，中國科學(xué)院華南植物園鄧書林研究員團隊以過氧化氫酶2(Catalase 2，CAT2)為誘餌，通過酵母文庫篩選的方法發(fā)現(xiàn)一個RING型E3泛素連接酶，命名為CIRP1(Catalase Interacting RING Protein 1)。CIRP1與CAT2和CAT3存在相互作用，也可以泛素化修飾并促進(jìn)CAT2和CAT3通過26S蛋白酶體途徑降解。植物表型實驗證明，在干旱和氧化脅迫條件下，CIRP1在CAT2和CAT3的上游發(fā)揮功能。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Integrative Plant Biology（《植物學(xué)報》）（IF5年=9.3）上。中國科學(xué)院華南植物園博士后楊恒和副研究員張藝為論文共同第一作者，鄧書林研究員為論文通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13845.
圖1. CIRP1泛素化降解CAT2/CAT3負(fù)調(diào)控植物對干旱和氧化脅迫耐受性
圖2. CIRP1靶向CAT2/CAT3降解負(fù)調(diào)控植物對干旱和氧化脅迫耐受性模式圖
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