中国农业大学顾日良、王建华与中国农科院王国英课题组共同揭示调控玉米籽粒发育的新机制

Related to Ubiquitin（RUB）是泛素（Ub）样蛋白，与泛素化过程类似，RUB修饰（RUBylation）也由E1、E2和E3酶来完成。其中，Cullin-RING泛素连接酶（CRL）赋予E3活性。多数RUBylation底物属于cullin家族成员，由于cullin蛋白（CULs）是CRL的支架亚基蛋白，因此RUBylation被认为参与调节CRL的组装和活性，且已证实RUBylation能够激活CULs以形成CRLs。

在拟南芥中的研究表明，RUBylation功能缺陷可通过AXR1（Auxin resistant 1）敲除、RCE1 (RUB-conjugating enzyme 1)敲降以及表达ECR1（E1 C-terminal related 1）显性失活等位基因获得。其中，AXR1和ECR1属于RUB E1异源二聚体酶成分，RCE1编码E2结合酶。大量研究发现这些突变株的营养生长严重受限，但RUBylation对籽粒发育等生殖生长的影响仍鲜为人知。

通过系统发育关系、表达模式及定位分析发现，ZmECR1与单子叶植物ECR1s亲源关系最近；ZmECR1在授粉后14-24天的籽粒中高度表达；其mRNA主要分布于胚，尤其在叶原基、顶端分生组织等具有较高的细胞增殖活性的组织中大量存在；ZmECR1蛋白在细胞核、细胞膜和胞质中均有定位。转录组和蛋白质组图谱、激素水平分析和细胞增殖观察表明，ZmECR1突变主要影响籽粒发育过程中的激素信号转导、细胞周期进程和淀粉积累。

在拟南芥中，ECR1与AXR1互作形成RUB E1活化酶，且该E1复合物通过与E2酶RCE1互作将RUB从E1转移至E2。利用BLASTp查询分别获得了玉米同源AXR1和RCE1s。酵母双杂、荧光素酶和双分子荧光互补实验结果显示，ZmECR1能够同时与ZmAXR1和ZmRCE1s互作，但截短ZmECR1只与ZmAXR1发生互作（图3），且两者互作存在特异性。