转自植物信号转导

Nature Plants 封面故事之32（2021年第4期）

Heirloom taste of climate resilience

Coffea stenophylla is a wild species from Upper West Africa not cultivated since the early twentieth century, and now threatened with extinction. Blind tasting shows its flavour is like high-quality Arabica, but it can grow in warmer conditions.

 

PLANT PHYSIOLOGY: 钙离子参与油菜素内酯信号转导

油菜素内酯 (BRs)可以在细胞层面来促进细胞的分裂以及膨大。BRs的信号转导是一个磷酸化/脱磷酸化的信号级联过程。本研究作者发现BRs与受体的结合会导致细胞质中钙离子浓度的提高，但是BRs辅受体突变体bak1在外施BRs的情况下钙离子浓度变化并不显著：

 

       由于油菜素内酯的受体具有guanylyl cyclase (GC)活性，因此，作者推测BR诱导的钙离子浓度的提高可能与cGMP-activated Ca²⁺-conducting ion channels有关，因此作者分析了defense-no-death (dnd1)突变体（该突变体被突变的基因是CYCLIC NUCLEOTIDEGATED CHANNEL2 (CNGC2)，编码Ca²⁺-permeable channel activated by cGMP）在外施油菜素内酯条件下钙离子浓度的变化，结果在该突变体中施用油菜素内酯后钙离子浓度显著下降：

 

 而且外施BR还会增加细胞质中的cGMP浓度：

 

在GC抑制剂存在的情况下，细胞质中的钙离子浓度显著下降，说明CNGC2介导了BR存在条件下细胞质内钙离子浓度的增加过程：

 

       部分依赖于BR诱导的基因 (INDOLE-3-ACETIC ACID-INDUCIBLE1 and PHYTOCHROME B ACTIVATION-TAGGED SUPPRESSOR1) 的表达在钙离子通道抑制剂以及钙离子通道突变体dnd1中被显著抑制，但是BR信号转导途径中的磷酸化级联途径中的基因突变体对上述基因的表达影响不大：

 

表型分析显示，钙离子确实参与了油菜素内酯对下胚轴伸长的抑制过程：

 

小结：本研究揭示了钙离子在油菜素内酯信号转导过程中的关键作用