西北农林科技大学（821）农学院陈明训教授团队揭示种子油脂积累调控新机制
文章导读
你可能从未想过，一粒种子含油量的高低，背后竟是一场精密的“分子拔河”——AHL14和AHL29这对蛋白因子正死死压制油脂合成基因，而KIN10激酶却在关键时刻出手，专挑AHL14“下手”进行磷酸化清除。我们曾以为提升油料作物产量只能靠传统育种或基因过表达，但这项来自西北农林科技大学的新研究揭示：真正决定油脂积累的，不是某个单一因子的强弱，而是调控网络中“抑制”与“解除抑制”的动态博弈。当KIN10同时操控负向因子AHL14和正向因子WRI1的命运时，它究竟如何避免顾此失彼？这个精巧平衡的开关，为何可能成为油菜增产的新突破口？
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近日，陈明训教授团队在《The Plant Cell》上发表题为KIN10-mediated phosphorylation attenuates cooperative repression of oil accumulation by AHL14 and AHL29 in Arabidopsis seeds的研究论文。本研究解析了AHL转录因子AHL14和AHL29负向调控种子油脂积累的分子机制，加深了人们对种子油脂积累调控网络的认识，并为提高油菜等油料作物种子含油量提供了新靶标。
种子油脂是植物能量储存的关键形式，也是人类营养和工业原料的重要来源，其积累受转录和转录后等多层级调控。WRI1、LEC1、LEC2、ABI3和FUS3等转录因子构成了该生物学过程的核心调控网络，且它们的功能受蛋白质修饰等转录后调控的影响。研究表明蛋白激酶KIN10可通过磷酸化WRI1促进其降解进而抑制种子油脂合成。本研究发现AHL14和AHL29在种子发育过程中高表达且负向调控油脂积累。两者能够形成同源和异源复合物，直接抑制脂肪酸合成关键基因PDH-E1 β1和BCCP2的表达。进一步试验证实，KIN10与AHL14而非AHL29特异性结合，通过磷酸化AHL14促进其经蛋白酶体途径降解，进而减弱AHL14-AHL29复合物对油脂积累的抑制作用。本研究还发现AHL14和AHL29间接抑制油脂积累核心转录因子WRI1的表达。综上，KIN10作为枢纽，通过磷酸化并降解油脂积累负向调控因子AHL14和正向调控因子WRI1，从而在多层级水平上实现对种子油脂积累稳态的精细调节。
陈明训教授为通讯作者，博士研究生王世祥为第一作者，刘子金副教授、杨赛奇副教授、博士研究生赵宇为共同第一作者。郭媛副教授和马睿泽、晋敏姗、李珂等研究生也对本研究作出了重要贡献。本研究得到国家重点研发计划、陕西省科技创新团队、陕西省重点研发计划等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koag057
编辑：张晴
终审：刘玉峰
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