人才强校 | 作物化学控制研究中心揭示棉花盐胁迫响应的调控新机制

本网讯 盐胁迫是影响棉花产量和品质的主要逆境之一。由于棉花基因组复杂且转化周期长，棉花耐盐基因挖掘和耐盐基因功能研究较其他作物滞后。

近日，中国农业大学农学院化学控制研究中心在New Phytologist在线发表了题为 Phosphatase GhDsPTP3a interacts with annexin protein GhANN8b to reversely regulate salt tolerance in cotton (Gossypium spp.)的研究论文，揭示了棉花耐盐调控新机制。

通过构建以及筛选棉花病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing，VIGS)cDNA文库发现，沉默双功能蛋白磷酸酶(dual-specificity protein phosphatase, GhDsPTP3)能显著增强棉花的耐盐性。植物的PTPases参与调控多种信号途径，如细胞周期、离子转运、发育调控以及逆境胁迫等，但目前PTPases在植物耐盐中的分子调控机制还不清楚。该研究利用生物化学、分子生物学和遗传学手段揭示了GhDsPTP3为棉花应答盐胁迫的一个重要的负调控蛋白磷酸酶，与膜联蛋白GhANN8互作反向调控胞质内的Ca2+势。盐胁迫诱导GhANN8的磷酸化，而GhDsPTP3能够与GhANN8互作并去除其磷酸化基团。盐胁迫下， GhDsPTP3与GhANN8反向调控GhSOS1基因表达促进Na+外排，GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+势是调控Na+外排所必须的。过表达GhDsPTP3植株对盐胁迫的耐受性减弱，而过表达GhANN8植株对盐胁迫的耐受性增强，这与GhDsPTP3或GhANN8功能缺失结果一致。

综上所述，该研究揭示了一种GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+信号模块，其作为棉花耐盐的重要组分，对棉花品种的耐盐遗传改良有一定的理论和现实意义。

我校穆春博士后和周琳博士为该论文的共同第一作者，我校农学院李芳军副教授和美国德州农工大学的Shan Libo教授为该论文的共同通讯作者。

文章链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.15850