蛋白激酶调控植物对干旱、盐和冷胁迫响应的研究进展学术资讯

来源：iPlants

全球水资源的匮乏及气候变暖使得可利用的淡水资源锐减，农作物面临严重的干旱胁迫。干旱胁迫、土壤的盐碱化及高低温等非生物胁迫均影响植物生长，造成作物产量下降。非生物胁迫条件下，植物细胞内会出现一系列生理生化变化，其中包括胞内钙离子流的启动、不同渗透剂和抗氧化剂的积累、磷脂成分的变化、活性氧的产生及磷酸化级联信号的触发，从而造成细胞分裂和生长减慢及植物衰老加快、育性下降，甚至引起细胞死亡。

蛋白激酶催化三磷酸腺苷(ATP)的γ位的磷酸转移到底物蛋白的特定氨基酸上，包括丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸，从而调控底物蛋白的活性。拟南芥中有4%的基因编码典型的蛋白激酶，而水稻基因组编码的激酶比拟南芥多40%。蛋白激酶参与细胞调控和代谢的许多方面。近些年的研究表明，SnRKs、钙依赖的蛋白激酶(CDPKs)、MAPK级联信号通路及类受体激酶(RLKs)等蛋白激酶在植物响应非生物胁迫过程中发挥重要作用。

近日，中国农业大学巩志忠团队、杨淑华团队及郭岩团队应邀在JIPB发表了题为“Protein kinases in plant responses to drought, salt, and cold stress”的综述文章，系统概括了近些年来不同蛋白激酶调控干旱、盐及冷胁迫响应的研究进展，同时也讨论了未来面临的严峻挑战，帮助从事相关领域的科研工作者全面地了解蛋白激酶的功能及调控网络。

在干旱胁迫响应中，位于膜上的类受体蛋白激酶如BAM1/3感知外界信号，将其传递至细胞内。干旱胁迫促进脱落酸ABA的积累。SnRK2s是ABA信号通路中的关键激酶，其受激酶RAFs及BIN2的磷酸化调控，同时SnRK2s也靶向一系列包括离子通道和转录因子在内的底物蛋白。CPKs及CBL-CIPKs可以解码钙信号，在响应旱胁迫中不依赖于ABA发挥作用。MAPK级联通路在信号传递中也发挥重要功能。