武汉植物园/山东农大联合揭示SINA蛋白泛素化调控茉莉酸信号转导新机制

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-06-20 17:57

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茉莉酸 (JA) 是一种重要的植物激素，广泛参与植物生长发育过程。JA信号阻遏蛋白JASMONATE ZIM-DOMAIN (JAZ) 的降解是JA信号应答的关键组分。尽管翻译后修饰调控JAZ蛋白稳定性的研究已经有所报道，但JAZ蛋白的稳定性调控以及其参与JA信号响应的分子机制有待进一步研究。

JIPB 近日在线发表了中国科学院武汉植物园和山东农业大学联合研究团队题为 “Apple SINA11-JAZ2 module is involved in jasmonate signaling response” 的Brief Communications论文 ( https://doi.org/10.1111/jipb.13713 )。该研究发现了苹果E3泛素连接酶MdSINA11通过促进MdJAZ2的泛素化降解，启动JA信号响应和诱导花青素积累的分子机制。

该联合研究团队发现MdSINA11响应JA信号，并通过促进MdJAZ2的泛素化降解释放JA信号响应和花青素合成关键调节因子MdMYC2。MdMYC2启动JA信号应答并促进花青素合成。MdSINA11-MdJAZ2-MdMYC2模块在调节JA信号响应和花青素合成中发挥重要作用 (图1)。MdSINA11对MdJAZ2的泛素化调节是JA信号转导研究中的新发现，为进一步探索JA信号的翻译后调控机制提供参考。

图1. MdSINA11正调控JA信号响应和花青素合成

在最近两项研究中，联合研究团队还发现苹果SINA蛋白分别通过调节赤霉素 (GA) 信号阻遏蛋白DELLA和生长素 (Auxin) 信号阻遏蛋白AUX/IAA的稳定性参与GA和Auxin信号转导过程 (An et al., 2023; Li et al., 2023)。结合SINA调控JAZ稳定性的研究 (Ai et al., 2024; Li et al., 2024)，推测SINA蛋白可能通过调控阻遏蛋白的稳态，动态调节多种激素信号响应过程。

综上所述，这项研究阐明了JA信号转导中一条新的泛素化调控通路。中国科学院武汉植物园博士研究生艾迪为该论文的第一作者， 安建平 博士为通讯作者。山东农业大学 由春香 教授、中国科学院武汉植物园赵磊博士和 韩月彭 研究员参与了本项研究。特别感谢湖北大学 胡彦如 教授为本研究提供的指导和帮助。该研究得到了中国科学院武汉植物园科研支持项目和山东省自然科学基金等项目资助。

参考文献：

An, J.P., Zhang, X.W., Li, H.L., Wang, D.R., You, C.X., and Han, Y. (2023). The E3 ubiquitin ligases SINA1 and SINA2 integrate with the protein kinase CIPK20 to regulate the stability of RGL2a, a positive regulator of anthocyanin biosynthesis. New Phytol. 239: 1332–1352.

Li, H.L., Liu, Z.Y., Wang, X.N., Han, Y., You, C.X., and An, J.P. (2023). E3 ubiquitin ligases SINA4 and SINA11 regulate anthocyanin biosynthesis by targeting the IAA29‐ARF5‐1‐ERF3 module in apple. Plant Cell Environ. 46: 3902–3918.

Li, H.L., Xu, R.R., Guo, X.L., Liu, Y.J., You, C.X., Han, Y., and An, J.P. (2024). The MdNAC72-MdABI5 module acts as an interface integrating jasmonic acid and gibberellin signals and undergoes ubiquitination-dependent degradation regulated by MdSINA2 in apple. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19888

文章引用：

Ai, D., Zhao, L., You, C.X., Han, Y., and An, J.P. (2024). Apple SINA11-JAZ2 module is involved in jasmonate signaling response. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13713

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