北大农研院与浙江大学喻景权院士团队合作揭示独脚金内酯诱导自噬调控番茄低温抗性的作用机制

随着全球气候变暖，极端天气增加，植物经常会面临各种各样的胁迫，严重影响其生长发育。低温是一种主要胁迫，限制了许多作物的品质和产量。而番茄作为一种喜温性蔬菜，低温会导致其生长发育停滞，花期延迟，坐果率显著降低。

在整个进化过程中，植物已经发展出多种抵御寒冷的机制，其中植物激素调节起着至关重要的作用。同时，自噬参与蛋白质降解和氨基酸循环，在植物发育和逆境反应中起着关键作用。然而，自噬与植物激素之间的关系尚不清楚。文章探讨了低温胁迫下独脚金内酯调节番茄自噬和泛素化蛋白降解的分子机制。研究发现低温诱导了泛素化蛋白的积累，独脚金内酯生物合成缺失突变体对低温更加敏感，伴随着更多的泛素化蛋白积累。相反，人工合成的独脚金内酯类似物GR24^5DS增强了番茄的低温抗性、自噬体形成和自噬相关基因ATGs的转录水平，降低了泛素化蛋白的积累。与此同时，低温和独脚金内酯诱导HY5的积累，HY5进一步激活ATG18a的转录，进而诱导自噬。ATG18a突变降低了独脚金内酯诱导的低温抗性，导致自噬体形成减少和泛素化蛋白积累增加。这些结果表明，在低温条件下，独脚金内酯以HY5依赖的方式正向调节番茄自噬和促进泛素化蛋白的降解。

浙江大学已毕业博士生、现北京大学现代农业研究院副研究员迟程，和浙江大学已毕业博士生陈鑫淋为论文共同第一作者，浙江大学周杰教授和北京大学现代农业研究院赵珺博士为论文共同通讯作者，浙江大学喻景权院士为本研究给予重要指导，北京大学现代农业研究院质谱分析（蛋白质组与代谢组）平台秦国臣研究员、付颖工程师为本研究的质谱测试与分析做出了重要贡献，北京大学现代农业研究院生物微观结构研究平台徐斌高级工程师，科研助理李慧，实习生马国蓉、董玖玉、范泽旭为本研究的电镜测试与分析做出重要贡献。本研究获得国家自然科学基金，山东省泰山学者青年专家项目，浙江省科技计划，浙江大学上海高等研究院繁星科学基金等项目资助。

原文链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.20058