西北农林科技大学揭示MdNAC104调控苹果耐碱性的分子机制

       西北农林科技大学园艺学院苹果抗逆与品质改良创新团队李翠英副教授/马锋旺教授课题组揭示了MdSINA2通过泛素化途径降解MdNAC104蛋白介导γ-氨基丁酸（GABA）的合成和转运调控苹果耐碱性的新机制，相关研究成果发表于《Advanced Science》。该研究发现受碱胁迫影响苹果根中MdNAC104表达下调，过表达MdNAC104显著降低转基因苹果根系的GABA含量，并且，在碱胁迫下GABA含量降低更多，而外源施加GABA可增强MdNAC104过表达植株的耐碱性。通过Y1H、LUC、GUS和EMSA试验证明MdNAC104通过负调控GABA合成基因MdGAD1和MdGAD3的表达减弱GABA的合成，同时通过负调控GABA转运基因MdALMT13的表达减弱GABA的转运，从而减少苹果根中GABA的含量，降低植株的耐碱性。进一步通过Y2H试验、BiFC、Split-LUC、Pull-down和Co-IP试验证明E3泛素连接酶MdSINA2和MdNAC104互作促进了MdNAC104蛋白被26S蛋白酶体途径降解。综上，该研究明确了MdNAC104通过抑制GABA的合成与转运从而负调控苹果耐碱性的生物学功能，并阐明了MdSINA2与MdNAC104互作降解MdNAC104蛋白从而调控苹果耐碱性的分子机制。研究结果为GABA的代谢调控网络提供了新的思路，丰富了植物耐碱生物学基础，也为苹果耐碱种质创制和砧木育种提供了理论依据。