Nature | 重磅！福建农林大学研究揭示植物激素介导核信号通路调控植物生长的机制！

无柄植物已经进化出高度动态和复杂的信号网络，以通过激素驱动的过程协调其营养和能量状况。雷帕霉素（TOR）激酶的进化保守靶标通过整合所有真核生物中的营养、能量、激素和应激信号，充当协调细胞增殖和生长的主要调节因子。下胚轴伸长是植物从土壤中生长出幼苗并寻找光以进行光形态发生的必不可少的发育过程。此前有报道说葡萄糖可以通过油菜素类固醇信号传导中TOR介导的转录因子BZR1的自噬调节，促进黑暗中生长的植物的下胚轴伸长。然而目前研究主要集中在TOR调控的翻译上，但是TOR如何协调植物整体转录网络仍不清楚。解开调控复合物的相互交织的功能及其详细的分子机制对于理解这些信号传导途径中隐藏的调控模式至关重要。

2021年3月3日，国际顶级学术期刊Naure发表了福建农林大学熊延教授团队的最新相关研究成果，题为The TOR–EIN2 axis mediates nuclear signalling to modulate plant growth的研究论文。中科院上海植物逆境生物学研究中心的付力文为论文的第一作者。

本研究确定乙烯不敏感蛋白2（EIN2），一个在细胞质和细胞核之间穿梭的中央整合剂，是拟南芥中TOR的直接底物。葡萄糖激活的TOR激酶直接磷酸化EIN2，以阻止其核定位。值得注意的是，在Ein2-5突变体中，由葡萄糖-TOR信号引导的快速全局转录重编程受到很大影响，而EIN2负调控与DNA复制有关的各种葡萄糖激活TOR靶基因的表达、细胞壁和脂质合成以及各种次级代谢途径。化学、细胞和遗传分析表明，受葡萄糖–TOR–EIN2轴控制的细胞伸长和增殖过程与典型的乙烯–CTR1–EIN2信号解耦，并由不同的磷酸化位点介导。本研究的发现揭示了一个分子机制，通过该机制可以共享一个中央信号传导枢纽，其可以使用上游蛋白激酶指定的不同磷酸化编码，通过多种信号传导途径进行差异调节。

1. EIN2在葡萄糖-TOR信号传导中的作用

图1：EIN2、EIN3和EIL1在葡萄糖-TOR信号传导中的非典型作用

2. TOR控制EIN2的核穿梭

图2：葡萄糖-TOR和乙烯调节的信号通过不同的EIN2磷酸化位点发生

3. 葡萄糖-TOR调节的转录组中的EIN2

图3：EIN2在葡萄糖-TOR介导的转录组重编程和分生组织激活中的作用

图4：葡萄糖-TOR-EIN2轴介导核信号传导，调节植物生长

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