生物学院刘选明/林建中团队在水稻耐盐碱机制研究中取得新进展

近日，湖南大学生物学院刘选明/林建中团队从水稻OsDHHC cDNA文库中筛选到一个DHHC型锌指蛋白DHHC09，通过S-酰化激酶STRK1调控后者介导的级联磷酸化的盐胁迫信号转导，调节过氧化氢（H₂O₂）稳态，能增强水稻耐盐性。

盐碱地是重要的土地后备资源，对其开发利用是保障耕地面积的有效途径。水稻作为盐碱地改良的首选粮食作物，其耐盐碱基因发掘和耐盐碱品种培育是保障国家粮食安全的重要举措。H₂O₂是包括生长发育在内的许多生物过程中重要的信号分子，其过度积累会导致氧化损伤。DHHC型锌指蛋白在蛋白质胞内定位、转运、分选、下游信号转导等过程中发挥了重要作用，广泛参与植物生长发育和逆境响应调控。前期，研究团队报道了一个被S-酰化修饰的类受体胞质激酶STRK1，发现其能调控H₂O₂稳态，提高水稻耐盐性，但是S-酰化修饰参与STRK1介导的盐胁迫信号转导的分子机制仍不清楚。

本研究中，作者筛选到与STRK1互作的DHHC09，发现DHHC09能S-酰化STRK1的半胱氨酸残基（Cys5, 10, 14）。随后证明STRK1靶向定位于质膜或脂筏主要依赖于S-酰化修饰，且该S-酰化是其参与盐胁迫信号转导所必需的。经分析发现，DHHC09促进盐胁迫信号转导，而DHHC09的缺失则导致该信号转导在STRK1受阻。胁迫分析发现，DHHC09过表达株系对盐和氧化胁迫耐受性显著提高。同时还发现，过表达DHHC09能显著降低水稻因盐胁迫造成的产量损失，而且不影响正常条件下的生长和产量，在耐盐水稻培育中具有潜在应用价值（图1）。此外，作者还提出了DHHC09在盐胁迫耐受调控中的工作模型（图2）。

图1 DHHC09通过S-酰化STRK1正调控水稻体内H₂O₂稳态和耐盐性

图2 DHHC09调控水稻耐盐性的工作模式图

相关研究成果以“The zinc finger protein DHHC09 S-acylates kinase STRK1 to regulate H₂O₂ homeostasis and promote salt tolerance in rice”为题发表在国际顶尖植物学期刊The Plant Cell。作者田野博士后为该论文的第一作者，刘选明教授和林建中副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖南省重大科技专项、湖南省自然科学基金、中国博士后科学基金等经费的资助，同时也得到了国家耐盐碱水稻技术创新中心、杂交水稻国家重点实验室和广西水稻遗传育种重点实验室的大力支持。

来源：生物学院

实习编辑：文康怡

责任编辑：余楚倩