ABA和MeJA协同调控MYB96-BTB模块响应杨树干旱胁迫的分子机制研究

[目的]植物激素是多年生木本植物应对干旱胁迫的重要调节信号，尽管脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)在调控杨树干旱响应过程中具有重要的积极作用，但两者如何协同调控杨树响应干旱的分子机制鲜少报道。[方法]本研究以杨树抗旱基因PUB79的启动子作为诱饵进行酵母单杂筛库，筛选鉴定得到一个受干旱和ABA显著诱导的转录因子MYB96，其可直接正调控PUB79的表达。过表达MYB96 显著增强杨树的抗旱能力，而敲低表达MYB96 减弱杨树抗旱。此外，以MYB96为诱饵进行酵母双杂筛库获得一个受干旱和茉莉酸甲酯(MeJA)显著抑制的BTB/POZ家族基因BTB，BTB作为E3 泛素连接酶家族CRLs亚家族的复合体亚基可特异性结合底物使之泛素化降解。进一步的Y2H、BiFC和Pull-down实验从体内外证实BTB与MYB96 之间的蛋白互作，并且BTB可从蛋白水平特异性识别并泛素化降解后者。体外泛素化实验表明，MYB96 在干旱处理下泛素化降解受到显著抑制，而复水后会被迅速降解。[结果]因此MY B96-BTB分子模块介导了杨树ABA和MeJA信号协同响应干旱胁迫的过程。在干旱胁迫下，ABA和Me JA水平升高，促进的MYB96 的表达并抑制BTB，减弱MYB96 的蛋白水平降解，增强杨树抗旱;复水后，ABA和MeJA水平迅速下降，BTB恢复表达，促进MYB96泛素化降解，导致MYB96在mRNA和蛋白水平同时下调，杨树恢复正常生长。本研究为杨树抗旱分子机制提供了新的见解，为杨树优良抗逆品系的选育提供新策略。