综合植物生物学杂志3360发现香蕉EIN3/EIL蛋白调节果实成熟的新机制

来源：华南农业大学2022-10-11 14:12

在胁迫或衰老过程中，植物体内会产生大量的活性氧。ROS可以修饰蛋白质中的半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)等含硫氨基酸来调节氧化还原信号。

近日，华南农业大学亚热带农业资源保护与利用国家重点实验室、园艺学院卢旺金教授和陈建业教授研究组在国际著名的《综合植物生物学》杂志上发表了题为《蛋氨酸氧化和乙烯信号成分Maeil 9的还原参与香蕉果实的波纹》的研究论文。在线地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.13363.

在胁迫或衰老过程中，植物体内会产生大量的活性氧。ROS可以修饰含硫氨基酸，如半胱氨酸(Cys)和蛋氨酸(Met)，并调节氧化还原信号。Met可被ROS氧化形成蛋氨酸亚砜(Met -R- SO)和蛋氨酸S- SO (Met-S-SO)的R型和S型差向异构体，导致蛋白质结构和活性的改变。这两种MetSO可被相应的两种蛋氨酸亚砜还原酶(Msr)逆转，其中蛋氨酸亚砜还原酶A(MsrA)可特异性识别并作用于S型蛋氨酸亚砜，而蛋氨酸亚砜还原酶B(MsrB)可修复R型蛋氨酸亚砜，从而恢复蛋白质的活性。其中已经证明氧化修饰后的Msr会减少一些转录因子，但EIN3/EIL转录因子的氧化还原修饰在香蕉果实成熟中的作用有待进一步揭示。

研究人员通过筛选香蕉基因组中EIN3/EIL转录因子在果实成熟过程中的表达趋势，发现MaEIL9的转录水平随着果实成熟而逐渐升高。MaEIL9蛋白水平与转录水平一致，在果实成熟过程中显著上调。通过DAP-seq、EMSA、ChIP-qPCR和双荧光素酶实验，证明MaEIL9能直接结合淀粉降解相关基因MaAMY3D和MaBAM1的启动子并激活其转录。在番茄中稳定过量表达MaEIL9，在香蕉中瞬时沉默MaEIL9，可以获得促进果实成熟和淀粉降解的功能。此外，发现MaEIL9蛋白的三个甲硫氨酸(Met-129、Met-130和Met-282)将是亚砜。MaEIL9蛋白的模拟氧化(Met突变为Gln)和阻断氧化(Met突变为Val)证实了蛋氨酸氧化会削弱MaEIL9的结合和激活能力。MaMsrA4可以降低MaEIL9的氧化态，恢复MaEIL9的蛋白活性(图1)。综上所述，本研究提出了MaEIL9转录因子氧化还原修饰调控香蕉果实成熟的新机制，丰富了对EIN3/EIL翻译后修饰的认识。

华南农业大学园艺学院2020级博士研究生朱是本论文第一作者，匡剑飞研究员为通讯记者。蔬菜系青年教师陈林博士参与了这项工作。本研究得到了国家科技创新拔尖青年人才、广东省特别支持计划、国家香蕉农业产业技术体系、广东省香蕉菠萝产业技术体系、华南农业大学的支持。

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