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为解决养分限制和非生物胁迫影响农业生产力的问题,研究人员开展番茄紫色酸性磷酸酶(PAP)相关研究。他们鉴定出 SlPAP19,其定位于过氧化物酶体,受多种非生物胁迫诱导,或为植物抗逆重要候选,对农业生产意义重大。
养分限制与非生物胁迫条件,给农业生产带来巨大挑战。磷是植物重要的大量元素,虽然土壤中磷含量丰富,但植物可利用的磷却严重受限。紫色酸性磷酸酶(PAP)在植物磷饥饿时发挥重要作用。通常,PAP 主要是分泌型的,不过也有少量胞内 PAP 的报道,它们主要定位于不同的亚细胞区室。
在这项研究中,研究人员从番茄中鉴定出一种 PAP,命名为番茄紫色酸性磷酸酶(Solanum lycopersicum PAP,SlPAP)19。研究发现,SlPAP19 定位于过氧化物酶体,并且会受到多种非生物胁迫条件的诱导。在这些胁迫中,低温胁迫对其表达的上调作用最为显著,其次是高温和渗透胁迫。
通过详细的计算机模拟分析(in silico analysis)发现,SlPAP19 保留了传统的 N 端跨膜结构域和糖基化结构域,这表明内质网介导的过氧化物酶体靶向信号 1 型(PTS1)蛋白的过氧化物酶体靶向途径,很可能是一种新的过氧化物酶体输入途径。此前有研究表明,胞内 PAP 还具有额外的过氧化物酶活性,这种活性可能参与非生物胁迫下的活性氧(ROS)稳态调节。
由于 SlPAP19 参与植物磷元素供应,能在多种非生物胁迫下上调表达,且定位于细胞内,因此它很可能是植物抗非生物胁迫的重要候选蛋白。