近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授郝玉金課題組對(duì)干旱環(huán)境條件下蘋果果實(shí)內(nèi)糖積累增加的分子機(jī)制進(jìn)行研究，*揭示了蘋果鈣依賴蛋白激酶22調(diào)控蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.2的機(jī)制及其在干旱環(huán)境下的作用。該研究成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物《植物生物技術(shù)期刊》上。

　　蔗糖是植物應(yīng)對(duì)旱澇、鹽堿等生長(zhǎng)環(huán)境的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)，在果樹和其它果實(shí)作物生產(chǎn)中，適度干旱、鹽等環(huán)境調(diào)節(jié)下能夠促進(jìn)果實(shí)中的糖積累，提高果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。

　　學(xué)者們前期的研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖在植物體內(nèi)的運(yùn)輸主要依賴于蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUTs）。同時(shí)，旱澇、鹽堿等生長(zhǎng)環(huán)境下通常也會(huì)引起植物細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度增加，進(jìn)而引起鈣調(diào)磷酸酶B類似蛋白（CBL）的變化，使其與鈣依賴蛋白激酶（CIPK）形成CBL-CIPK系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)鈣依賴蛋白激酶所催化的蛋白質(zhì)磷酸化過程，*終調(diào)節(jié)植物體內(nèi)有關(guān)生理生化反應(yīng)以應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的變化。然而，鈣依賴蛋白激酶是否以及如何在干旱環(huán)境中調(diào)節(jié)糖積累，這些問題尚不清楚。

　　郝玉金團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事蘋果果實(shí)品質(zhì)形成與調(diào)控方面的課題研究，在之前開展的研究中創(chuàng)新性地揭示了蘋果鈣依賴蛋白激酶22在果樹適應(yīng)干旱環(huán)境過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.1和2.2也是蘋果果實(shí)糖積累及應(yīng)對(duì)不良生長(zhǎng)環(huán)境條件的重要影響因子。在這次試驗(yàn)研究中，該課題組又*以蘋果蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.2基因和鈣依賴蛋白激酶22為研究?jī)?nèi)容，進(jìn)行了兩者蛋白相互作用和磷酸化試驗(yàn)，并利用質(zhì)譜鑒定了蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.2的特異性磷酸化位點(diǎn)。

　　研究結(jié)果表明，在干旱環(huán)境下，蘋果蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.1和2.2基因的表達(dá)水平比正常環(huán)境條件下明顯增加，并且蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.2基因過量表達(dá)促進(jìn)了糖的積累，同時(shí)其蛋白結(jié)構(gòu)中Ser381位點(diǎn)發(fā)生磷酸化，提高了蘋果的耐旱性。該課題組科研人員在進(jìn)一步的研究中還發(fā)現(xiàn)，干旱環(huán)境條件下，蘋果鈣依賴蛋白激酶22是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2.2結(jié)構(gòu)位點(diǎn)磷酸化所必需的，兩者相互作用增加了蘋果對(duì)干旱的抗性。

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