近日，西北农林科技大学马锋旺教授团队在植物学知名期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“The ubiquitin-binding protein MdRAD23D1 mediates drought response by regulating degradation of the proline-rich protein MdPRP6 in apple (Malus domestica)”的研究论文，揭示了苹果类泛素蛋白MdRAD23D1促进降解脯氨酸富集蛋白MdPRP6，参与响应干旱胁迫的分子机理。

苹果（Malus domestica）是世界主要水果之一，我国是世界上最大的苹果生产和消费国。黄土高原是我国最大的苹果产区，但该地区降水量少且年周期内分布不均，干旱胁迫严重影响了苹果的生长发育。真核细胞中的泛素化蛋白降解机制精准调控着各类蛋白丰度，参与植物的生长发育调控和胁迫响应。RAD23（RADIATION SENSITIVE23）蛋白是泛素-26S蛋白酶体系统（UPS）中必不可少的一类转运蛋白，这类蛋白在植物生长发育中的功能备受关注，但其在植物响应干旱等逆境中的功能鲜有报道。

该研究发现，苹果类泛素蛋白MdRAD23D1同样在UPS中具有转运功能。干旱胁迫和ABA处理均能诱导MdRAD23D1的表达，该基因MdRAD23D1正调控苹果抗旱。作者利用酵母双杂交文库筛选获得了一个与其互作的脯氨酸富集蛋白MdPRP6，并通过多种蛋白互作技术验证了MdRAD23D1与MdPRP6互作。二者互作将导致MdPRP6被26S蛋白酶体降解，并且干旱下MdRAD23D1加速了MdPRP6的降解。MdPRP6主要在维管组织中表达，抑制MdPRP6的表达可增强转基因苹果植株的抗旱性，这主要是由于游离脯氨酸的积累，并且脯氨酸同样介导了MdRAD23D1的抗旱反应。进一步研究发现，MdPRP6可能通过P5CS途径影响脯氨酸的合成积累，MdPRP6也可能因为其降解而提高胞内游离脯氨酸水平。

综上，该研究表明MdRAD23D1正调控苹果抗旱，MdPRP6负调控苹果抗旱。干旱下，MdRAD23D1促进了MdPRP6的泛素化降解。MdPRP6可能通过P5CS途径和自身降解调控干旱下细胞内游离脯氨酸的积累，从而介导苹果响应干旱。

西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室/园艺学院马锋旺教授和李明军教授为该论文通讯作者，博士研究生张晓丽和龚小庆副教授为该论文的共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基础研究经费、国家苹果产业技术体系以及陕西省重点科技专项资金的资助。研究还得到了西北农林科技大学园艺学院园艺科学研究中心在实验技术上的支持。

文章来源：植物生物技术Pbj