鈣/鈣調素依賴型蛋白激酶（CCaMK）作為Ca2+訊號的解碼器，是根瘤和菌根共生的重要調控因子，也參與非生物脅迫與生物脅迫的應答反應。南京農業大學蔣明義課題組先前的研究表明，水稻CCaMK （OsDMI3） 能提高水稻的抗氧化系統來增強水稻抵抗氧化脅迫的能力（Chen et al。， Plant Cell， 2021； Ni et al。， Plant Cell， 2019）。然而CCaMK調控抗氧化系統的機理仍有待闡明。
JIPB
近日線上發表了
蔣明義
課題組題為“
OsDMI3-mediated OsUXS3 phosphorylation improves oxidative stress tolerance by modulating OsCATB protein abundance in rice
”（
https://doi.org/10.1111/jipb.13255
）的研究論文。 該論文在前期研究的基礎上，發現OsDMI3在調控水稻氧化脅迫耐性途徑中的一個互作蛋白—— OsUXS3。OsUXS3是水稻尿苷二磷酸葡萄糖醛酸脫羧酶家族成員，定位於細胞質，在木聚糖的合成中起著重要的作用。在水稻受到氧化脅迫時，OsDMI3磷酸化OsUXS3，促使OsUXS3和過氧化氫酶OsCATB的互作增強，進而穩定OsCATB蛋白，提高了CAT的活性來增強水稻對氧化脅迫的耐性。
UDP-木糖是細胞壁多糖合成必需的糖供體。UXS作為UDP-木糖合成的關鍵酶前期並未被發現參與植物的抗逆。本研究第一次發現OsUXS3能透過調控過氧化氫酶來清除植物細胞內多餘的ROS。有意思的是，被OsDMI3磷酸化的OsUXS3能增強與OsCATB的互作來增強OsCATB的蛋白含量。因此該研究除了揭示OsDMI3調控抗氧化防護系統的機理，同時也揭示了細胞壁多糖合成相關酶UXS的新功能。
OsDMI3作用於OsUX3上游調控CAT活性增強水稻的抗氧化脅迫
蔣明義課題組近年來在水稻等作物抗逆研究中取得了一系列進展，揭示了蛋白激酶調控植物抗旱抗氧化脅迫的分子機制（Chen et al。， Plant Cell， 2021；Ni et al。， Plant Cell， 2019；Ma et al。， Plant Biotechnol J， 2016）。這篇論文進一步解析了水稻抗氧化脅迫的調控機制。副教授倪嵐和王慶文博士為該論文的第一作者，蔣明義教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和中央高校基本業務費的資助。
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