2019年8月15日，中國農(nóng)業(yè)大學楊淑華課題組揭示了蛋白激酶BIN2調(diào)控植物低溫應答的新機制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在國際學術(shù)期刊《The Plant Cell》上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，CBF類轉(zhuǎn)錄因子在冷鍛煉過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。CBFs基因在低溫脅迫早期被快速誘導表達，激活下游冷響應COR基因的表達，但在低溫脅迫后期被關(guān)閉，而實現(xiàn)這一精細調(diào)控的分子機制并不清楚。該研究通過酵母文庫篩選，發(fā)現(xiàn)BIN2蛋白與CBFs基因上游轉(zhuǎn)錄因子ICE1互作，并通過一系列試驗確證了這一互作。進一步研究發(fā)現(xiàn)作為蛋白激酶，BIN2能夠磷酸化ICE1，促進后者的降解，最終降低了CBFs基因的表達。結(jié)合前人研究成果發(fā)現(xiàn)，BIN2能夠通過負調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子BZR1和CESTA，降低CBFs基因表達，表明BIN2是CBFs基因的關(guān)鍵負調(diào)控因子。進一步研究發(fā)現(xiàn)BIN2的激酶活性在植物受冷脅迫早期會顯著降低，而在后期恢復到脅迫前的水平。這表明植物在感受到冷信號后，會通過某種機制抑制BIN2的作用，釋放多個轉(zhuǎn)錄因子誘導CBF基因表達，從而增強植物的耐低溫能力，而在后期，BIN2的激酶活性恢復，防止過度響應對植物自身造成傷害。這項研究證明BIN2是植物冷響應過程的一個重要開關(guān)，對揭示植物應答低溫脅迫的分子機制有重要意義。