辣椒CaSnRK2.6通过磷酸化降解负调控因子CaDRHB12增强抗旱性的分子机制

这篇研究揭示了辣椒中HD-ZIP II家族转录因子CaDRHB12作为干旱响应的负调控因子，通过ABA信号通路关键激酶CaSnRK2.6介导的磷酸化（Ser15/Ser142位点）触发26S蛋白酶体降解，从而解除其对下游基因（如CaRAB18）的抑制，显著提升植物抗旱性。该发现为作物抗逆育种提供了新的分子靶点。

　　

分子表征CaDRHB12

研究发现辣椒基因组中与CaHAT1高度同源（66%序列一致性）的HD-ZIP II亚家族成员CaDRHB12，其蛋白结构包含典型DNA结合域（CPSCE基序）和转录抑制域（EAR基序）。亚细胞定位显示该蛋白特异定位于细胞核，酵母系统证实其C端（250-313aa）具有DNA结合活性。表达分析表明，CaDRHB12在辣椒叶片的干旱和ABA处理下表达量显著下调（80%），暗示其负调控作用。

基因沉默与过表达验证功能

通过病毒诱导基因沉默（VIGS）技术构建的TRV2:CaDRHB12辣椒植株表现出显著增强的抗旱性：干旱处理14天后存活率达67.3%（对照29.9%），气孔关闭程度提高40%，叶片温度上升2.5°C。相反，拟南芥过表达株系Pro35S:CaDRHB12呈现敏感表型，存活率降低至19.8%。分子检测发现干旱响应基因CaRAB18/CaOSR1在沉默植株中上调2-3倍，而过表达株系下调50%，证实其转录抑制功能。

CaSnRK2.6介导的磷酸化调控机制

体外pull-down和双分子荧光互补（BiFC）实验证实CaDRHB12与ABA信号核心激酶CaSnRK2.6直接互作。激酶实验鉴定出关键磷酸化位点Ser15和Ser142，其中Ser15A突变使磷酸化水平降低70%。值得注意的是，与正调控因子CaHAT1不同，磷酸化导致CaDRHB12通过26S蛋白酶体途径降解：在ABA处理的辣椒叶片粗提物中，野生型蛋白半衰期<1小时，而S15A/S142A双突变体稳定性提高3倍。

下游基因调控网络

双荧光素酶报告系统揭示CaDRHB12特异性结合CaRAB18启动子的ATHB6COREAT元件（CAATTATTA），在干旱条件下抑制其表达活性达60%。这种抑制可被活性CaSnRK2.6逆转，但激酶死亡突变体CaSnRK2.6^K52N无此效应。电泳迁移率变动分析（EMSA）进一步验证了DNA-蛋白直接相互作用。

双基因沉默的协同效应

同时沉默CaDRHB12和CaSnRK2.6的辣椒植株表现出与单沉默CaDRHB12相似的抗旱表型（存活率68.5% vs 70.6%），证实二者位于同一调控通路。研究者提出"双向调控"模型：干旱激活的CaSnRK2.6通过差异磷酸化正调控因子CaHAT1（稳定化）和负调控因子CaDRHB12（降解），精确协调抗旱相关基因表达。该发现为利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术定向改造作物抗逆性提供了新策略。