Plant Cell | 中国农大等单位合作研究发现ABA信号调节新组分
近日，The Plant Cell在线发表了中国农业大学植物生理生化国家重点实验室巩志忠教授课题及其合作单位题为“EAR1 Negatively Regulates ABA Signaling by Enhancing 2C Protein Phosphatase Activity”的研究论文，该研究发现了调控ABA信号通路的新基因EAR1。
图1 突变体ear1-1的ABA相关表型和EAR1的作用模式
在ABA核心信号通路中，A类蛋白磷酸酶PP2C作为关键的负调节因子，对于ABA信号的激活具有重要的调节作用。当植物体内ABA水平升高后, ABA受体PYR1/PYLs/RCARs可以结合并抑制PP2C的磷酸酶活性，从而激活ABA信号途径。ABA受体作为A类PP2C的负调节因子，对于抑制其蛋白磷酸酶活性发挥关键的作用。然而，是否存在可以正向调节A类PP2C活性的因子，与PYR1/PYLs/RCARs受体协同发挥功能，目前的研究还不清楚。
该研究通过正向遗传学方法筛选得到了一个功能尚未解析的基因EAR1 (ENHANCER OF ABA CO-RECEPTOR 1)。ear1-1突变体的种子萌发、幼苗根生长以及气孔运动对于ABA的反应与野生型相比更加敏感，植株叶片表面温度高于野生型，土里的植株具有抗旱的表型，说明EAR1在ABA信号中起着负调控作用。蛋白互作以及体内和体外的磷酸酶活性分析发现，EAR1蛋白可以通过结合PP2C蛋白的N末端，增强PP2C的蛋白磷酸酶活性。EAR1是一个在高等植物中较为保守的蛋白，总长度有463个氨基酸，含有两个较为保守的区域。很有意思的是，含有两个保守区域的141-287片段，即完全具有EAR1调控PP2C磷酸酶活性的功能。
我国国土面积巨大, 自然灾害常年发生, 在众多的自然灾害中, 干旱是最为常见的灾害之一。植物激素ABA在植物抵抗干旱胁迫的过程中起着至关重要的作用，该研究对于阐明ABA信号的调节机制起到了一定的推动作用，同时该研究为农作物品质改良提供了理论依据, 对提高我国农作物的抗旱能力和产量起到了积极的作用。
该研究由中国农业大学巩志忠教授课题组以及上海逆境生物中心的朱健康教授课题组，河南大学的宋纯鹏教授以及山东师范大学的王宝山教授共同参与完成，博士生王凯和何俊娜副教授为论文共同第一作者，巩志忠教授为通讯作者。该研究得到了农业部和科技部的项目资助。