擬南芥CARK5激酶響應脫落酸信號的研究

李柯萱 李小意 王若琳 楊毅

為了研究擬南芥脫落酸（Abscisic acid，ABA）受體的翻譯后修飾，本研究以能夠磷酸化ABA受體的激酶CARK5作為研究對象，通過構建了轉基因株系來檢測CARK5在ABA信號途徑中的功能.結果顯示： CARK5能夠促進ABA介導的抑制種子萌發、幼苗的形態建成以及主根的生長，但是過表達激酶失活型CARK5m（CARK5N250A）則跟突變體cark5表型類似.擬南芥中過表達CARK5增強植株抗旱性；ABA處理后，ABA響應標記基因RAB18表達量增加.這些結果說明，CARK5通過可以磷酸化ABA受體，正調控ABA信號通路.

CARK5； 磷酸化； 脫落酸； 干旱脅迫

Q495A2023.036001

收稿日期： 2022-05-26

基金項目： 四川省國家自然科學基金（2022NSFSC0162）

作者簡介： 李柯萱（1997-）， 女， 四川自貢人， 碩士研究生， 研究方向為植物遺傳學. E-mail： likexuan1312@163.com

通訊作者： 楊毅. E-mail： yangyi528@scu.edu.cn

Response of CARK5 kinase to ABA signaling in Arabidopsis

LI Ke-Xuan， LI Xiao-Yi， WANG Ruo-Lin， YANG Yi

（Key Laboratory of Bio-Resources and Eco-Environment of Ministry of Education，? College of Life Sciences， Sichuan University， Chengdu 610065， China）

In order to explore the post-translational modification of Arabidopsis abscisic acid （ABA） receptor， this study constructed overexpressing CARK5 and kinase-dead CARK5m （CARK5N250A） in the wild type and T-DNA mutant cark5 plants by genetic and physiological assays， to analyze the functions of CARK5 in ABA signaling. The results showed that CARK5 can promote ABA-mediated inhibition of seed germination， seedling cotyledon and primary root elongation， but the overexpression kinase-inactive CARK5m （CARK5N250A） has a similar phenotype to the mutant cark5. In addition， overexpressing CARK5 enhanced plant drought resistance and ABA-marked gene RAB18 expression. Taken together， these data suggest that CARK5 positively regulates the ABA signaling pathway by phosphorylation of ABA receptors.

CARK5； Phosphorylation； Abscisic acid； Drought stress

1 引 言

植物能夠通過捕捉環境信號，然后激活植物激素介導的多種內源途徑，進而影響植物從種子成熟、種子萌發到開花結果以及響應生物或者非生物脅迫等各種生命活動［1，2］.其中脫落酸（Abscisicacid，ABA）是一種由類胡蘿卜素裂解而成的重要植物激素［3］，在植物中具有多種生理功能.ABA通過調控種子的休眠和萌發以及氣孔的開度等生理活動，來應對干旱、高溫、高鹽等環境脅迫［4］.擬南芥響應ABA信號通路的過程是：首先ABA受體PYR1/PYLs/RCARs（Regulatory Components of ABA Receptors/Pyrabactin Resistance/PYR like）感知ABA后，能夠抑制磷酸酶PP2C活性，激活激酶SnRK2s，使其磷酸化ABA信號通路的下游信號分子，最終響應ABA信號.ABA受體作為ABA信號通路中的核心成員［5-7］，在擬南芥中總共有14個成員［8］.在14個成員中除了PYL13以外，其余13個都被證實能夠結合ABA.

自從ABA受體被發現以來，研究者也一直在研究其翻……