干旱脅迫對(duì)植物生長和產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響，需要復(fù)雜的適應(yīng)性反應(yīng)來確保生存。在真核生物中，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）和細(xì)胞自噬兩大降解系統(tǒng)是維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵途徑。有研究表明二者在動(dòng)物中存在交叉調(diào)控，但在植物中鮮有報(bào)道，尤其是在逆境條件下，二者之間作用機(jī)制尚未被充分研究。

近日，生命科學(xué)學(xué)院顏康/鄭成超團(tuán)隊(duì)在《EMBO Reports》在線發(fā)表題為“SRAS1.1 E3 Ligase Mediates DSK2A Degradation to Regulate Autophagy and Drought Tolerance in Arabidopsis”的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)，E3泛素連接酶SRAS1.1在擬南芥中作為干旱脅迫的負(fù)調(diào)控因子，通過調(diào)控自噬受體DSK2A的降解，在UPS與細(xì)胞自噬系統(tǒng)之間建立了功能性連接，為植物抗旱分子機(jī)制研究提供了全新視角。

本研究研究通過遺傳學(xué)和分子生物學(xué)方法深入解析了SRAS1.1在干旱脅迫中的功能。研究者利用擬南芥的過表達(dá)株、突變體以及互補(bǔ)材料系統(tǒng)地比較了其干旱脅迫下的表型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，sras1.1突變體在干旱條件下表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的耐旱性。在干旱脅迫下SRAS1.1的亞細(xì)胞定位會(huì)發(fā)生改變：它從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì)，形成自噬小體。進(jìn)一步分子實(shí)驗(yàn)解析表明，SRAS1.1與自噬受體DSK2A直接互作，促進(jìn)其泛素化修飾并在26S蛋白酶體中降解。通過促進(jìn)DSK2A降解，調(diào)節(jié)BES1在干旱脅迫下含量，調(diào)節(jié)自噬反應(yīng)的平衡，進(jìn)而調(diào)控干旱脅迫響應(yīng)。

該研究首次明確了SRAS1.1-DSK2A模塊作為連接UPS與細(xì)胞自噬的橋梁，揭示了植物在應(yīng)對(duì)干旱脅迫時(shí)兩大蛋白降解系統(tǒng)協(xié)同調(diào)控的分子機(jī)制，為未來提升作物抗旱能力提供了潛在的干預(yù)靶點(diǎn)和理論基礎(chǔ)。未來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將SRAS1.1調(diào)控機(jī)制擴(kuò)展至小麥、玉米等重要糧食作物，結(jié)合生物信息學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)手段，深入挖掘更多抗旱相關(guān)的E3泛素連接酶及其底物，為作物遺傳改良和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論支撐。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生李曉虎和王萌為該論文的論文第一作者；顏康教授、鄭成超教授和張世忠教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金等資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s44319-025-00556-9

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波