生命科学学院卢从明教授团队庄焜扬副教授揭示B细胞受体相关蛋白BAP31调控番茄耐热性的新机制

随着全球气候变暖加剧，高温胁迫已成为限制作物产量和品质的主要环境因子之一。在植物细胞中，叶绿体的光合作用对高温极为敏感，尤其是光系统II-捕光复合体II（PSII-LHCII）超聚复合体的稳定性极易受损，直接导致光合效率下降，因此优化光合系统的热稳定性是维持作物高温下生长发育的潜在有效策略。然而，尽管PSII核心蛋白D1的损伤修复机制已得到深入的研究，但其他亚基，尤其是低分子量蛋白在热胁迫下的调控规律，仍知之甚少。

山东农业大学生命科学学院卢从明教授团队庄焜扬副教授近日在Plant Communications发表的一项研究揭示了其中的新机制：番茄中的两个同源蛋白SlBAP31和SlBAP31-LIKE受高温诱导表达，且两者功能冗余，共同正向调控番茄的耐热性，维持高温胁迫下PSII-LHCII复合体的稳定。亚细胞定位分析显示，这两个蛋白不仅分布于内质网和高尔基体，也存在于叶绿体中。光系统II PsbW亚基对于维持PSII-LHCII复合体的稳定十分重要。在番茄中存在SlPSBW1及SlPSBW2两个同源蛋白，其中，SlPSBW2是番茄PSBW家族中的主要功能亚型，其对维持PSII-LHCII超级复合体的稳定性起主导作用。在叶绿体层面，SlBAP31和SlBAP31-LIKE能够直接结合番茄PSII的低分子量亚基SlPSBW2，该特异性互作依赖于SlPSBW2蛋白C末端第121位甘氨酸残基，并促进其在叶绿体中的积累，从而维持了PSII-LHCII复合体的稳定。此外，该研究还发现SlBAP31和SlBAP31-LIKE还能与叶绿体蛋白转运复合物TOC-TIC的核心组分SlTOC75发生互作。因此，SlBAP31s可能在热胁迫下通过SlTOC75促进SlPSBW在叶绿体中的积累，尽管目前尚缺乏直接观察证据来证实这一非常规转运途径。综上所述，该研究揭示了SlBAP31与SlBAP31-LIKE通过一种可能涉及TOC复合物的新机制，保护PSBW亚基并稳定光合作用，从而增强番茄耐热性。

图1 SlBAP31s促进SlPSBW2叶绿体积累的拟议模型

山东农业大学已毕业博士研究生陈崇；山东农业大学熊峰教授；山东农业大学生科院本科生胡瑛琦为论文共同第一作者，山东农业大学生科院庄焜扬副教授为论文通讯作者，此外，山东农业大学生科院卢从明教授、孟庆伟教授、马娜娜副教授、吕巍副教授、林学院马晓翠副教授也参与了该研究。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助.