上海交大薛红卫教授团队发现酪蛋白激酶AELs调控植物衰老的新机制

　　

衰老是生命体生长发育的最后阶段，植物衰老通过营养物质的降解和重新分配，不仅确保了生命持续，还为新一季生长提供了储备资源。研究衰老对理解植物世代繁衍、适应环境变化，以及提高作物产量和品质具有重要意义。

I型酪蛋白激酶（CK1）是真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与调节多种细胞活动和生物反应，在昼夜节律、囊泡运输、DNA修复、细胞周期、光信号、植物激素作用等过程中发挥重要调控作用。拟南芥中有4个CK1与水稻EL1具有高度同源性，被命名为拟南芥EL1样蛋白（AELs）。研究表明AELs参与了光形态发生、开花、细胞分裂等调控，但目前对AEL在植物衰老中的功能尚不清楚。

近日，上海交通大学农业与生物学院薛红卫教授团队在New Phytologist发表了题为“Casein kinase 1 AELs promote senescence by enhancing ethylene biosynthesis through phosphorylating WRKY22 transcription factor”的研究论文，报道了拟南芥AELs通过磷酸化转录因子WRKY22促进乙烯生物合成，进而促进植物叶衰老的分子机制，AELs-WRKY22-ACS7-乙烯调控模块的阐明为理解叶片衰老的复杂调控网络提供了线索。

表型分析显示缺失或过表达AELs的拟南芥分别表现出延迟或加速的叶片衰老，对与衰老相关的蛋白质进行筛选和分析发现AELs与转录因子WRKY22相互作用并通过磷酸化增强其转录激活活性。有意思的是，AELs过表达株系中乙烯产量增加，进一步的研究证明WRKY22能够直接结合乙烯合成基因ACS7的启动子区域并促进其转录。这些结果揭示了AELs介导的磷酸化在植物叶片衰老调控中的作用，不仅拓展了对植物衰老分子调控机制的理解，也可能为生产中叶片衰老的有效管理提供新思路。

虽然乙烯被广泛认为是叶片衰老的正调节因子，但植物如何协调乙烯生物合成以适应衰老的动力学变化仍未得到明确解答。南开大学王宁宁教授等在New Phytologist上为该研究撰写了题为“New insights into the regulation of ethylene biosynthesis during leaf senescence in Arabidopsis”的评论文章，认为其填补了衰老信号与“衰老乙烯”生物合成启动之间的空白，为叶片衰老过程中乙烯生物合成的复杂调控网络提供了新的视角。

上海交通大学农业与生物学院博士研究生朱国庆为论文第一作者，薛红卫教授为通讯作者，长聘教轨副教授渠莉参与了工作。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1111/nph.19785

Commentary链接：https://doi.org/10.1111/nph.19890

作者：

农业与生物学院

供稿单位：

农业与生物学院