近日，New Phytologist雜志在線刊發(fā)了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)控制研究中心題為 Phosphatase GhDsPTP3a interacts with annexin protein GhANN8b to reversely regulate salt tolerance in cotton 的研究論文，揭示棉花耐鹽調(diào)控新機(jī)制。
鹽脅迫是影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的主要逆境之一。由于棉花基因組復(fù)雜且轉(zhuǎn)化周期長，棉花耐鹽基因挖掘和耐鹽基因功能研究較其他作物滯后。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)控制研究中心近期通過構(gòu)建以及篩選棉花病毒誘導(dǎo)的基因沉默cDNA文庫發(fā)現(xiàn)，沉默雙功能蛋白磷酸酶GhDsPTP3基因能顯著增強(qiáng)棉花的耐鹽性。植物的PTPases參與調(diào)控多種信號(hào)途徑，如細(xì)胞周期、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、發(fā)育調(diào)控以及逆境脅迫等，但目前PTPases在植物耐鹽中的分子調(diào)控機(jī)制還不清楚。
該研究利用生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)手段揭示了GhDsPTP3為棉花應(yīng)答鹽脅迫的一個(gè)重要的負(fù)調(diào)控蛋白磷酸酶，與膜聯(lián)蛋白GhANN8互作反向調(diào)控胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+勢(shì)。鹽脅迫誘導(dǎo)GhANN8的磷酸化，而GhDsPTP3能夠與GhANN8互作并去除其磷酸化基團(tuán)。鹽脅迫下， GhDsPTP3與GhANN8反向調(diào)控GhSOS1基因表達(dá)促進(jìn)Na+外排，GhDsPTP3-GhANN8介導(dǎo)的Ca2+勢(shì)是調(diào)控Na+外排所必須的。在該研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)過表達(dá)GhDsPTP3植株對(duì)鹽脅迫的耐受性減弱，而過表達(dá)GhANN8植株對(duì)鹽脅迫的耐受性增強(qiáng)，這與GhDsPTP3或GhANN8功能缺失結(jié)果一致。
綜上所述，該研究揭示了一種GhDsPTP3-GhANN8介導(dǎo)的Ca2+信號(hào)模塊，其作為棉花耐鹽的重要組分，對(duì)棉花品種的耐鹽遺傳改良有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)穆春博士后和周琳博士為該論文的共同第一作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院李芳軍副教授和美國德州農(nóng)工大學(xué)的Shan Libo教授為該論文的共同通訊作者。
