植物所揭示糖基化和磷酸化修飾介導(dǎo)小麥開花的新機(jī)制

　　冬小麥開花需要長時(shí)間環(huán)境低溫的誘導(dǎo)，該過程稱之為春化作用。不同冬小麥品種的春化特性及其與冬春季氣溫適應(yīng)程度會(huì)直接影響其產(chǎn)量。到目前為止，許多春化相關(guān)基因VRNs相繼被克隆和研究，但人們對(duì)春化時(shí)間的衡量以及春化感知機(jī)制并不十分清楚，影響了冬小麥分子育種的開展。氧-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）修飾以及磷酸化修飾調(diào)控了植物體內(nèi)許多重要的生理過程。但因?yàn)镺-GlcNAc修飾和磷酸化修飾靶蛋白的絲氨酸和蘇氨酸之間存在共存和競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控關(guān)系，以及細(xì)胞中活躍的氧連糖基化特性提高了化學(xué)鑒定難度，導(dǎo)致人們對(duì)二者調(diào)控春化作用的機(jī)制仍不清楚。

 

　　中國科學(xué)院植物研究所種康研究組利用蛋白質(zhì)糖基化和磷酸化修飾組學(xué)和分子生物學(xué)策略，揭示了O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾動(dòng)態(tài)調(diào)控春化作用介導(dǎo)小麥開花的機(jī)制。研究人員利用抑制劑處理發(fā)現(xiàn)，改變O-GlcNAc信號(hào)能夠顯著影響春化關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)并促進(jìn)小麥開花，在一定程度上能夠部分取代春化作用。通過生物學(xué)方法和化學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，研究人員進(jìn)一步分離并富集到參與春化作用的O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾蛋白譜，發(fā)現(xiàn)TaFBA、TaGAPD、TaGRP 2等多個(gè)同時(shí)具有O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾的蛋白，并利用生物化學(xué)和遺傳學(xué)的手段驗(yàn)證這2種修飾在春化過程中的重要作用。

 

　　該研究揭示了O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾互作模式調(diào)控小麥春化作用的分子機(jī)制，為冬小麥春化育種提供新的思路。

 

　　該成果于5月6日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Plant Physiology。種康研究組博士后許淑娟為論文第一作者，種康為通訊作者。該研究得到科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國博士后科學(xué)基金的資助。

 

　　O-GlcNAc修飾和磷酸化修飾介導(dǎo)春化作用調(diào)控小麥開花轉(zhuǎn)變