Исследование устойчивости растений к засухе

Засуха напрямую влияет на рост растений и урожайность. Поэтому важно изучать механизмы регуляции реакции на стресс засухи и выводить засухоустойчивые растения.

Эндоплазматический ретикулум-ассоциированная деградация (ERAD) играет важную роль в росте и реакции на стресс у растений, удаляя неправильно свернутые, а также некоторые нормально свернутые белки.

Исследовательская группа под руководством профессора Се Ци из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук выяснила, что комплекс UBC32-Rma1 повышает устойчивость растений к стрессу засухи, что раскрывает новый механизм работы ERAD в регуляции реакции на засуху.

Результаты были опубликованы в The Plant Cell 20 мая.

UBC32 — это убиквитин-конъюгирующий фермент, локализованный на мембране эндоплазматического ретикулума. Его экспрессия индуцируется множественными стрессами. Как компонент ERAD, UBC32 опосредует деградацию неправильно свернутых белков и сам может регулироваться системой ERAD.

Исследователи обнаружили, что сверхэкспрессия UBC32 значительно повышала засухоустойчивость Arabidopsis, в то время как мутанты по UBC32 демонстрировали сниженную устойчивость к засухе.

Также было установлено, что аквапорины PIP2;1 и PIP2;2 взаимодействуют с UBC32. UBC32 способствовал обновлению (turnover) PIP2;1 и PIP2;2. E3-лигаза RING-типа Rma1 образовывала E2-E3 пару с UBC32. Эта пара связывалась с фосфорилированным по S280/283 белком PIP2;1, затем присоединяла убиквитин к 276-му остатку лизина в PIP2;1 и способствовала его деградации, что повышало засухоустойчивость растений.

Эти открытия предоставляют возможности для селекции и/или генной инженерии засухоустойчивого риса и других сельскохозяйственных культур в будущем.