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【成果回顧】MP西農(nóng)：NMT發(fā)現(xiàn)Ca2+流在H2S調(diào)控ABA信號
基本信息
主題：NMT發(fā)現(xiàn)Ca2+流在H2S調(diào)控ABA信號通路研究中充當(dāng)關(guān)鍵生理證據(jù)
期刊：Molecular Plant
影響因子：10.812（2019年）
研究使用平臺：NMT水旱脅迫創(chuàng)新平臺
標(biāo)題：Hydrogen Sulfide Positively Regulates Abscisic Acid Signaling through Persulfidation of SnRK2.6 in Guard Cells
作者：西北農(nóng)林科技大學(xué)李積勝、陳思思、王曉峰，陜西科技大學(xué)賈紅磊
檢測離子/分子指標(biāo)
Ca2+
檢測樣品
擬南芥保衛(wèi)細(xì)胞
植物激素脫落酸（ABA）在觸發(fā)氣孔關(guān)閉和提高植物對干旱脅迫的適應(yīng)性方面起著關(guān)鍵作用。硫化氫（H2S）是一種氣體信號分子，參與ABA依賴性氣孔關(guān)閉。然而，H2S如何調(diào)控ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)仍不清楚。研究表明，ABA誘導(dǎo)DES1在保衛(wèi)細(xì)胞中催化H2S的產(chǎn)生，而H2S則通過OST1/SnRK2的硫巰基化（persulfidation）來正向調(diào)節(jié)ABA信號傳導(dǎo)。暴露在SnRK2.6表面并靠近激活環(huán)的兩個半胱氨酸位點(diǎn)（Cys131和Cys137）被硫巰基化，從而促進(jìn)SnRK2.6的活性以及和ABF2（ABA信號下游的轉(zhuǎn)錄因子）的相互作用。當(dāng)SnRK2.6中的Cys131、Cys137或兩者都被絲氨酸取代時，H2S誘導(dǎo)的SnRK2.6活性和SnRK2.6-ABF2相互作用部分(SnRK2.6C131Sand SnRK2.6C137S)或*(SnRK2.6C131SC137S)組成。在ost1-3突變體中引入SnRK2.6C131S、SnRK2.6C137S、或SnRK2.6C131SC137S不能改變突變體的表型，它們對ABA和H2S誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉和Ca2+內(nèi)流不敏感，導(dǎo)致失水增加和抗旱能力下降。綜上所述，本研究揭示了一種新的ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的翻譯后調(diào)控機(jī)制，其中H2S硫巰基化SnRK2.6促進(jìn)ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理
5周齡擬南芥幼苗，10 μM ABA/100 μM NaHS實(shí)時處理。
Ca2+信號是氣孔運(yùn)動的重要調(diào)節(jié)因子，并在SnRK2.6的下游調(diào)節(jié)ABA依賴性氣孔閉合。因此，本研究分析了保衛(wèi)細(xì)胞的瞬時Ca2+流速。如圖1A所示，施加10 μM ABA會引起WT保衛(wèi)細(xì)胞中顯著的Ca2+跨膜內(nèi)流，在ABA處理后20 s到40 s出現(xiàn)Ca2+內(nèi)流高峰，然后迅速恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。在ost1-3保衛(wèi)細(xì)胞中，ABA不會顯著影響Ca2+的流速（圖1B）。ost1-3/2.6WT*補(bǔ)充了ABA誘導(dǎo)的ost1-3的Ca2+內(nèi)流（圖1C）。但是，ost1-3/2.6C131S，ost1-3/2.6C137S和ost1-3/2.6C131SC137S對ABA誘導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流的敏感性降低了（圖1D-F）。此外，des1對ABA誘導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流的敏感性也降低了（圖1G）。通過計(jì)算Ca2+內(nèi)流速率的平均值發(fā)現(xiàn)，WT和ost1-3/2.6WT的值最大，并且在des1、ost1-3/2.6C131S、ost1-3/2.6C137S和ost1-3/2.6C131SC137S中的值依次降低（圖1H）。NaHS處理還引起WT保衛(wèi)細(xì)胞的瞬時Ca2+內(nèi)流（圖1I）。NaHS誘導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流峰值比ABA誘導(dǎo)的內(nèi)流峰值弱，但持續(xù)時間更長（圖1I-P）。ost1-3和ost1-3/2.6C131SC137S對NaHS不敏感（圖1J, N, P）。ost1-3/2.6WT補(bǔ)充了NaHS誘導(dǎo)的ost1-3的Ca2+流入（圖1K）。ost1-3/2.6C131S，ost1-3/2.6C137S和des1，對NaHS誘導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流的敏感性降低（圖1L, M, O）。
圖1. 保衛(wèi)細(xì)胞Ca2+凈流速測定。負(fù)值代表Ca2+吸收。
測試液
0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.0
儀器采購信息
據(jù)中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟了解，陜西地區(qū)的西北農(nóng)林科技大學(xué)于2019年采購了美國揚(yáng)格公司的非損傷微測系統(tǒng)
據(jù)中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟了解，陜西地區(qū)的陜西科技大學(xué)于2019年采購了旭月（北京）科技有限公司的非損傷微測系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：非損傷微測技術(shù)；Ca2+流；擬南芥；植物生長發(fā)育