JIPB | 中国农科院作科所张学勇课题组发现TOR信号通路组分调控小麦耐旱新机制
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阅读： 2023/6/26 14:58:24
以下文章来源于JIPB ，作者JIPB
小麦是全球最主要的粮食作物之一，其产量高低与世界粮食安全密切相关。小麦主要种植在干旱半干旱地区，40%的麦田受到不同程度的干旱胁迫，干旱已成为制约小麦生产的最主要非生物胁迫。因此，探究并利用耐旱基因对提高小麦适应干旱环境的能力具有重要意义。目前，在小麦中已鉴定出一些耐旱基因和相关通路，然而由于耐旱性是一个复杂而高效的多途径调控系统，仍有许多未知调控途径需要挖掘。在真核生物中，TOR（target of rapamycin）信号通路在进化上高度保守且在胁迫应答中发挥重要作用，对于该通路相关组分是否参与调控小麦耐旱及其调控机制尚不清楚。
JIPB近日在线发表了中国农业科学院作物科学研究所张学勇研究员课题组题为“TaTIP41 and TaTAP46 positively regulate drought tolerance in wheat by inhibiting PP2A activity”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13542）。该研究首次在小麦中发现TOR信号通路重要组分TaTIP41和TaTAP46发生互作，通过抑制PP2A活性增强ABA响应及其介导的气孔关闭，从而正向调控小麦耐旱性的新机制。
张学勇课题组研究发现TOR信号通路中的TaTIP41是一个受渗透胁迫及ABA诱导的基因，过表达该基因提高小麦耐旱性，而RNAi之后则降低小麦耐旱性。进一步研究发现，该基因通过促进ABA介导的气孔关闭正向调控小麦耐旱性。蛋白-蛋白互作分析揭示TaTIP41可与TaTAP46发生互作。通过构建TaTAP46的过表达及RNAi株系进行功能鉴定，结果显示TaTAP46与TaTIP41的功能类似，同样通过促进ABA介导的气孔关闭来正向调控小麦耐旱性。研究发现TaTIP41和TaTAP46均可与多个TaPP2A蛋白-蛋白互作，且TaTIP41和TaTAP46分别与TaPP2A的C端和N端互作，可能以异源三聚体形式精细调控PP2A的活性，并在干旱环境中通过抑制PP2A活性来增强ABA响应和耐旱性。利用VIGS在小麦中瞬时沉默TaPP2A的表达，可以显著提高小麦的耐旱性。因此，该研究揭示了TOR信号途径的保守组分TaTIP41、TaTAP46通过抑制PP2A活性提高小麦耐旱性的新分子途径。
河南师范大学马建辉副教授和张学勇课题组已毕业博士生耿玉珂、柳洪为该论文共同第一作者，张学勇研究员和李甜副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、转基因专项等项目的资助。
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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