Китайские учёные раскрыли новый сигнальный путь устойчивости риса к холоду

Способность растений переносить холод — ключевой фактор, определяющий сезон роста и географическое распространение культур. Аномалии температуры, вызванные изменением климата, напрямую угрожают урожаю. Повышение холодоустойчивости риса требует выяснения регуляторных механизмов сигнальных путей.

Основной путь передачи сигнала холодовой устойчивости у риса известен, но регуляция его компонентов неясна. OsbHLH002 — один из более чем 100 членов семейства транскрипционных факторов bHLH в рисе, имеющий наибольшую гомологию с белком ICE1 у Arabidopsis, который является ключевым элементом холодового пути у этого растения (поэтому OsbHLH002 также называют OsICE1).

Исследовательская группа под руководством профессора ЧОН Кана из Института ботаники Китайской академии наук раскрыла новый механизм устойчивости к холоду, опосредованный путём OsMAPK3–OsbHLH002–OsTPP1 в рисе.

Ранее, в 2009 году, команда показала, что сверхэкспрессия гена дикого риса OrbHLH2 повышает устойчивость Arabidopsis к осмотическому стрессу. Теперь они обнаружили, что активируемая холодом протеинкиназа OsMAPK3 фосфорилирует транскрипционный фактор OsbHLH002/OsICE1, напрямую усиливая его транскрипционную активность. Кроме того, OsMAPK3 ослабляет взаимодействие между OsbHLH002 и E3 убиквитинлигазой OsHOS1, что приводит к снижению убиквитинирования и деградации OsbHLH002.

Увеличение содержания белка и транскрипционной активности OsbHLH002 эффективно активирует экспрессию OsTPP1 (кодирующего трегалозо-6-фосфатазу). Это способствует гидролизу трегалозо-6-фосфата, увеличивает содержание трегалозы и повышает устойчивость риса к холоду.

Эти результаты устанавливают новый сигнальный путь OsMAPK3–OsbHLH002–OsTPP1. Этот путь передаёт холодный сигнал от киназной каскадной системы в ядро и способствует синтезу осмопротектора для регуляции холодоустойчивости риса.