CsCHYR1通过泛素化修饰CsATAF1提高黄瓜耐旱性的研究

20250126

农、林、牧、渔业

本研究发现 RING 型 E3 泛素连接酶 CsCHYR1 可与本实验室前期发现的黄瓜耐旱转录因子 CsATAF1 互作，并能通过 26S 蛋白酶体途径将其降解，从而影响 CsATAF1 的稳定性。并且发现 CsCHYR1 介导的 CsATAF1 的稳定性变化是依赖于 ABA 信号的。本研究通过泛素化实验使 CsCHYR1 与 CsATAF1 在空间上建立了联系，推测在植物体内可能存在 CHYR1-ATAF1 的调控模式调控植物对干旱等非生物胁迫的响应，为黄瓜在干旱胁迫研究方面提供一定的理论依据。

目前与北京市农林科学院蔬菜研究所，以及中国农科院蔬菜花卉研究所相关的课题组开展合作，进行黄瓜耐旱新种质的利用研发，期望近期内育成耐旱黄瓜新品种。

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黄瓜是一种重要的蔬菜作物，其根系较浅，叶面积大，对水分胁迫很敏感。黄瓜的整个生长周期都需要大量的水分供给，而持续的干旱、高盐等非生物胁迫会导致黄瓜的地上部和地下部的生长受到抑制、细胞氧化损伤、光合作用受到抑制，从而对黄瓜的生长发育产生不利的影响。近年北京市蔬菜播种面积为 5.15万公顷，黄瓜是北京市主栽蔬菜，耗水量大，通过基因编辑等生物技术可以创制耐旱黄瓜新品种，可以显著减少农业用水量，这是北京市多年来的要求。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

干旱是农业生产最大的非生物胁迫之一，它会造成植物缺水，导致植物发育受损甚至死亡，从而抑制植物生长，降低生产力。因此提高作物的抗旱性对维持农业发展至关重要。植物泛素化在植物激素信号转导中起着重要作用。据报道，越来越多的 RING-finger E3 泛素连接酶是 ABA-依赖型和非依赖型响应非生物胁迫的重要调节因子。泛素化是将泛素 C 端甘氨酸残基的羧基连接 到底物分子的赖氨酸残基的 ε-氨基上，或者连接在 N 端的氨基或丝氨酸/苏氨酸上，即将泛素添加到底物蛋白质中的过程。 黄瓜是世界上分布最广泛的蔬菜作物之一。在自然条件下，高盐、干旱和寒冷等不利的环境条件会严重影响其产量和品质。本研究发现 RING 型 E3 泛素连接酶 CsCHYR1 可与本实验室前期发现的黄瓜耐旱转录因子 CsATAF1 互作，并能通过 26S 蛋白酶体途径将其降解，从而影响 CsATAF1 的稳定性。并且发现 CsCHYR1 介导的 CsATAF1 的稳定性变化是依赖于 ABA 信号的。本研究通过泛素化实验使 CsCHYR1 与 CsATAF1 在空间上建立了联系，推测在植物体内可能存在 CHYR1-ATAF1 的调控模式调控植物对干旱等非生物胁迫的响应，为黄瓜在干旱胁迫研究方面提供一定的理论依据。本研究从生物化学和分子生物学的视角为黄瓜的种质创新提供新思路。目前与北京市农林科学院蔬菜研究所，以及中国农科院蔬菜花卉研究所相关的课题组开展合作，进行黄瓜耐旱新种质的利用研发，期望近期内育成耐旱黄瓜新品种。