植物气孔是由两个特化的表皮细胞(保卫细胞)组成,是植物气体交换和水分散失的主要通道,在平衡碳固定和水分散失的过程中具有重要作用,对提高作物节水抗旱性状具有重要研究价值。气孔运动受到许多内外因素的调控,而调控气孔运动的分子机制一直是研究气孔的热点。
COP1是光信号中的重要抑制子,通过降解HY5、HYH、LAF1等光形态建成中的正调控子促进暗形态建成;并且通过影响其他调控子的稳定,参与植物的许多生长发育过程,但是COP1在气孔运动中的作用研究较少。本课题组利用酵母双杂交、BiFC、Co-IP等技术手段证实COP1可以与ABA信号中负调控子PP2Cs (ABI1、ABI2、HAB1、HAB2、AHG3)相互作用,并且利用体内体外泛素化技术证明COP1可以直接泛素化PP2Cs,而这个过程可以受到ABA的促进。遗传学研究显示cop1-4 abi1-3、cop1-4 ahg3-1和cop1-4 abi1-3 ahg3-1突变体的气孔可以恢复cop1-4对ABA不敏感的表型,同时,离体叶片失水实验和干旱条件下的叶温分析,也显示出相似的结果。这些结果表明COP1作为新的信号转导组分在PP2Cs的上游参与ABA诱导的气孔关闭过程。
2020年12月16日,该研究成果以“COP1 promotes ABA-induced stomatal closure by modulating the abundance of ABI/HAB and AHG3 phosphatases”为题发表在New Phytologist 杂志上(文章链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17001)。
ABA促进COP1降解PP2Cs,释放更多OST1,进而促进气孔的关闭