Plant Cell | 叶片水力学的节律：生物钟和磷酸化的问题

来源： ThePlantCell 公众号

The Plant Cell in a Nutshell: Rhythms of Leaf Hydraulics: A Matter of the Clock and Phosphorylation

译：Jinbo Shen , TPC Assistant Features Editor

背景：

植物必须适应温度，光照和湿度的日常波动。植物通过其地上部分存在的气孔来调节蒸腾作用，不断调整其水分状况。植物还能通过细胞膜上存在的水通道蛋白，在根和芽组织中有水运输能力。这些过程与环境周期的同步通过内生的生物钟来确定，这种生物钟是细胞自主的生物计时器，其产生节奏接近24小时。昼夜节律基于许多分子细胞生物学机制。与基因调控的常见机制相比，水通道蛋白的可逆磷酸化代表了一种关键、高度灵活的调节模式。

科学问题：

我们以前证明，叶片中主要质膜水通道蛋白的Plasma membrane Intrinsic Protein 2;1 (AtPIP2;1) 的两个C末端位点（Ser280，Ser283）的磷酸化对于叶片水力学日调节是必要但不充分的。在目前的工作中，我们想确定这个过程是否是时钟调节的，我们解决了潜在的分子机制。

展望： 结合免疫学和蛋白质组学方法证明，叶片水力学的日常节律反映了真正的昼夜节律性，并与AtPIP2; 1磷酸化的昼夜节律振荡相关。我们进一步研究14-3-3蛋白的相关作用，因为其与磷酸化的目标蛋白互作以改变它们的活性、定位、稳定性或与蛋白质复合物的结合。虽然之前已报道14-3-3蛋白与水通道蛋白互作，但揭示了14-3-3蛋白通过调节AtPIP2; 1活性和叶片中的水分运输能力，参与在植物水力学中的生理学作用。我们提出这种调节机制有助于在叶片水力学的昼夜节律调节期间激活磷酸化的AtPIP2; 1。

下一步： 目前的工作提供了对叶片水状态日常节律的精确机制。叶片水状态地问题正处于植物基本生理功能的十字路口，包括生长和适应环境变化。我们计划利用我们的新知识作为遗传操纵和改善作物性能的基础，来应对环境变化。