巯基亚硝酰化调控气孔运动的信号转导和效应蛋白分析

巯基亚硝酰化作为转录后调控机制在植物防御反应、胁迫应答等多种生理过程中有重要的调节作用。最近的研究进展暗示巯基亚硝酰化可能作为NO的下游信号组分，参与气孔运动的调节过程，但详细信号转导途径和分子机制目前仍不清楚。GSNOR是调控巯基亚硝酰化的关键蛋白，参与了植物防御反应和热胁迫应答过程。我们发现atgsnor1突变体在处理条件下气孔开度小，叶片温度较高，表明其在气孔调控过程中的关键作用。本项目以atgsnor1及相关突变体为研究对象，通过表皮条生物分析、confocal以及遗传学技术分析巯基亚硝酰化调控气孔运动的信号转导过程和生理学机制。在此基础上应用生物素置换法分离并鉴定保卫细胞特异的气孔运动相关的亚硝酰化蛋白，并验证其在气孔运动调节中的作用。预期研究结果将为阐明巯基亚硝酰化调节气孔运动分子机制提供直接的生理学和生物化学证据，并为深入理解蛋白亚硝酰化这一重要的转录后调控机制提供线索。

巯基亚硝酰化作为一种重要的转录后调控机制广泛参与了代谢、基因表达、信号转导、和免疫反应等重要生命活动的调节过程。已知GSNOR能分解体内巯基亚硝酰化供体GSNO，是巯基亚硝酰化的关键调控蛋白。本研究发现gsnor1突变体中ABA诱导的气孔关闭过程受到部分抑制，gsnor1突变叶片温度较低，失水较快，对干旱更敏感。遗传学分析显示GSNOR1可能通过调控ABA受体偶联途径中的PP2C或SnRK2蛋白影响保卫细胞ABA信号转导。进一步的分析发现GSNOR1能够特异地与SnRK2.2/2.3/2.6发生直接的相互作用。体外磷酸化结果显示GSNO能够抑制 SnRK2.6的激酶活性，同时GSNOR1能够显著促进低浓度GSNO对SnRK2.6活性的抑制。这一抑制依赖于SnRK2.6蛋白中特异半胱氨酸残基Cys的巯基亚硝酰化修饰。突变后的SnRK2.6蛋白对GSNO处理不敏感。同时体内的检测发现SnRK2.6的巯基亚硝酰化随ABA处理时间而增加，推测在SnRK2.6的失活过程中有重要作用。本研究发现了GSNOR和巯基亚硝酰化在ABA信号转导中新的功能 。