杨树（Populus spp.）是重要的速生树种，在森林工业原料林培育及生态环境建设等等多个领域发挥着重要的作用。但缺水会明显限制杨树的分布、生长和发育，降低树木的生产力和质量。树木可以通过调节气孔关闭来提高抗旱性，而脱落酸（ABA）是在干旱期间引发气孔关闭的一种重要激素。因此，对杨树在干旱胁迫下的ABA信号通路分子机制进行深入的解析为针对性地培育林木的耐旱性状提供了科学依据。
2024年9月，四川农业大学林学院万雪琴教授和何方副教授课题组在国际知名期刊Plant Physiology 发表题为“The ubiquitin E3 ligase RZFP1 affects drought tolerance in poplar by mediating the degradation of the protein phosphatase PP2C-9 ”的研究论文，揭示了PtrRZFP1通过泛素化途径作用于PtrPP2C-9进而调控ABA信号通路提高杨树抗旱性。
前期有研究发现拟南芥C3H2C3样RING锌指蛋白（RZFP）家族成员参与了对水分胁迫和ABA处理的响应。然而，在杨树中RZFP和ABA信号通路之间的联系仍未被探索。在这项研究中，作者发现了PtrRZFP1通过泛素化途径调控ABA信号通路中重要成员PP2CA类蛋白的稳定性，进而调控杨树干旱胁迫响应的功能。首先，通过对PtrRZFP1 的分子解析发现其可能参与ABA响应和水分亏缺。接下来，作者在杨树中过表达及沉默PtrRZFP1，发现PtrRZFP1 的过表达使得杨树抗旱性增强。与野生型相比，干旱胁迫下过表达植物萎蔫程度较轻微、膜损伤较轻、脂质过氧化较低和活性氧含量较低。KD-PtrRZFP19 则表现出相反的表型。
通过转录组学测序，作者发现PtrRZFP1 影响ABA响应和干旱相关基因的表达，并且通过气孔运动实验，发现了PtrRZFP1 在干旱模拟情况下能够调控叶片气孔的开闭。进一步，酵母筛库和大量生化实验研究发现PtrRZFP1可以通过直接靶向并泛素化降解PtrPP2C-9来调节ABA信号通路，从而在干旱胁迫中调控气孔开闭，提高杨树抗旱性。
综上所述，这项研究揭示了一个杨树特有的E3泛素连接酶PtrRZFP1通过泛素化途径作用于PtrPP2C-9调控ABA信号途径，进而调控杨树的抗旱性，这一结果对提高杨树抗旱性遗传性状改良提供了新的分子靶点。
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