揭示PTP類核苷酸酶的抗旱作用(2020.2.16 萊肯生物)

脫落酸（ABA）是介導(dǎo)環(huán)境脅迫反應(yīng)的重要植物激素，而維生素C（ASA）是植物中含量最豐富的抗氧化劑。在植物脅迫應(yīng)答過程中ABA和ASA信號(hào)通路之間具有怎樣的關(guān)系和相互作用？最近，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)代明球團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)ABA誘導(dǎo)的PTP類核苷酸酶會(huì)增強(qiáng)維生素C的產(chǎn)生，并提高植物的耐旱性。

該P(yáng)TP類核苷酸酶基因PTPN（PTP-like Nucleotidase）是一個(gè)未曾研究過的新基因。擬南芥中的AtPTPN基因在多種組織中表達(dá)，并受到ABA和干旱處理的誘導(dǎo)。Atptpn突變體對(duì)ABA不敏感，但對(duì)干旱脅迫敏感，而AtPTPN表達(dá)增強(qiáng)植株表現(xiàn)出與Atptpn相反的表型。超表達(dá)玉米ZmPTPN基因能夠提高植物的耐旱性，而敲除ZmPTPN則會(huì)降低玉米的耐旱性，這表明PTPN在植物耐旱性中具有重要作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AtPTPN和ZmPTPN通過水解GDP/GMP/dGMP/IMP/DIMP釋放PI，進(jìn)一步通過控制內(nèi)源PI含量正向調(diào)節(jié)AsA的產(chǎn)生。另外，超表達(dá)AsA合成的限速酶VTC2也會(huì)促進(jìn)AsA的產(chǎn)生并提高植物耐旱性。熱休克轉(zhuǎn)錄因子HSFA6a會(huì)直接與AtPTPN啟動(dòng)子結(jié)合并激活A(yù)tPTPN的表達(dá)，從而調(diào)控ABA和干旱反應(yīng)。

該研究揭示出PTPN在ABA信號(hào)和ASA生物合成途徑之間的重要作用，以及其在提高植物耐旱性方面的潛在價(jià)值。