江元清教授课题组在ABA介导的叶片衰老研究方面取得新进展

近日，江元清教授课题组在Journal of Biological Chemistry发表了题为“The Abscisic Acid-Responsive Element Binding Factors (ABFs)-MAPKKK18 module regulates ABA- induced leaf senescence in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了ABA通过ABF转录因子调控MAPKKK18的表达，进而介导叶片衰老的分子机制。

衰老是植物生长发育的最后一个阶段，是细胞、组织、器官乃至生物体水平上受到严格控制的程序性死亡过程，对植物适应环境以及营养物质的再利用等有重要的意义。MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK/MPK）模块通过三级磷酸化级联的形式，将植物对外界环境刺激以及自身生长发育相关信号进行放大与传递，对植物叶片的衰老进程起到重要调节作用。拟南芥MAPKKK18 基因的表达受到ABA处理的强烈诱导，但是其的上游转录调控因子尚不清楚。

研究发现abf2、abf3、 abf4、abf2abf3abf4突变体中MAPKKK18的转录受到显著抑制。通过体外凝胶迁移分析(EMSA)（图1）、体内免疫沉淀结合实时定量（ChIP-qPCR）及双荧光素酶报告系统（图2）证明ABF2、ABF3 与ABF4 能够直接结合到MAPKKK18 的启动子上的ABRE元件，进而激活其的表达。进而，以ABF4为主要研究对象，进一步通过遗传手段证明ABF4促进的叶片衰老部分依赖于MAPKKK18。

图1 体外实验-凝胶滞缓实验证明ABF2、-3与-4能够物理结合在MAPKKK18的启动子区域

图2 ABF2、-3与-4激活MAPKKK18的表达

这一研究，将ABA核心信号通路与MAPK级联途径通过ABFs 转录因子连接起来，为MAPK级联途径参与ABA介导的叶片衰老与抗旱提供了新的证据。

杨博副教授、江元清教授为论文共同通讯作者。硕士生赵国英与程茜为共同第一作者。

该研究受到国家自然科学基金的资助。

论文链接：https://www.jbc.org/article/S0021-9258(23)00192-8/fulltext