近日，实验室李成浩研究团队杨静莉教授作为通讯作者在Journal of Integrative Plant Biology（中科院一区TOP期刊，IF5=10.8）上在线发表了题为“The PuHK2‐PuHP5‐PuRR9 cascade recruits PuZFP1 to regulate cytokinin and salt tolerance in poplar”的研究论文。该研究明确了A型响应调节因子PuRR9通过招募转录抑制因子PuZFP1协同调控细胞分裂素合成的分子机制，揭示了杨树根系响应盐胁迫的激素调控新网络，为培育耐盐林木新品种提供了重要的理论参考。
土壤盐渍化是严重限制植物生长发育的问题。根系作为感受土壤盐分压力的首要器官，其构型的适应性改变是植物抵御盐胁迫的关键策略。细胞分裂素（Cytokinin, CK）在调控盐胁迫下根系发育可塑性中发挥着核心作用。虽然已有研究表明A型响应调节因子作为CK的负调控因子参与了植物的胁迫适应，但由于其自身缺乏DNA结合结构域，如何调控下游基因转录的分子机制尚不清晰。
研究组在杨树中鉴定到一个A型响应调节因子PuRR9，其过表达能够显著提高杨树在盐胁迫下的根系生物量和耐盐性。研究表明，在盐胁迫下，杨树体内会激活上游的组氨酸激酶PuHK2，并将其磷酸基团传递给磷酸转移蛋白PuHP5，进而磷酸化激活PuRR9的Asp-119位点。进一步的研究揭示，磷酸化后的PuRR9功能被显著激活，招募了C2H2型锌指蛋白转录抑制因子PuZFP1，形成蛋白复合物。该复合物随后直接结合到细胞分裂素合成关键酶基因PuIPT3的启动子上，显著抑制其转录表达，导致根部细胞分裂素合成的减少，从而解除了细胞分裂素对根系生长的抑制作用，最终促进了盐胁迫下不定根（AR）的伸长（图1）。
图1 杨树PuRR9招募PuZFP1调控细胞分裂素与耐盐性的分子模型
综上，该模块通过在细胞分裂素通路中建立一个依赖于磷酸化的负反馈调节环路，进而调控了根系可塑性。这项工作为培育抗盐林木新品种提供了重要的理论支撑。
东北林业大学在读博士研究生赵浩钦为该论文第一作者，杨静莉教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.70290