中国农业大学杨淑华研究团队揭示蛋白激酶BIN2调控植物低温应答的新机制

2019年8月15日，中国农业大学杨淑华课题组揭示了蛋白激酶BIN2调控植物低温应答的新机制。相关研究成果在线发表在国际学术期刊《The Plant Cell》上。

研究人员发现，CBF类转录因子在冷锻炼过程中发挥至关重要的作用。CBFs基因在低温胁迫早期被快速诱导表达，激活下游冷响应COR基因的表达，但在低温胁迫后期被关闭，而实现这一精细调控的分子机制并不清楚。该研究通过酵母文库筛选，发现BIN2蛋白与CBFs基因上游转录因子ICE1互作，并通过一系列试验确证了这一互作。进一步研究发现作为蛋白激酶，BIN2能够磷酸化ICE1，促进后者的降解，最终降低了CBFs基因的表达。结合前人研究成果发现，BIN2能够通过负调控转录因子BZR1和CESTA，降低CBFs基因表达，表明BIN2是CBFs基因的关键负调控因子。进一步研究发现BIN2的激酶活性在植物受冷胁迫早期会显著降低，而在后期恢复到胁迫前的水平。这表明植物在感受到冷信号后，会通过某种机制抑制BIN2的作用，释放多个转录因子诱导CBF基因表达，从而增强植物的耐低温能力，而在后期，BIN2的激酶活性恢复，防止过度响应对植物自身造成伤害。这项研究证明BIN2是植物冷响应过程的一个重要开关，对揭示植物应答低温胁迫的分子机制有重要意义。