RcBSK7基因通过调控ABA信号通路正向调控蓖麻抗旱性的分子机制研究

为解决干旱胁迫对蓖麻生长和产量的限制问题，研究人员通过iTRAQ蛋白质组学筛选出抗旱关键基因RcBSK7，发现其过表达能显著提升拟南芥和蓖麻的抗氧化能力与ABA积累，并通过酵母双杂交和SPR技术证实RcBSK7与RcSAP3互作，揭示了BR信号激酶通过调控ABA通路增强植物抗旱性的新机制，为作物抗逆育种提供靶点。

　　

干旱是制约蓖麻产业发展的主要环境胁迫因素，会导致叶片萎蔫、根系损伤甚至植株死亡，严重影响这种工业油料作物的产量。尽管前人已从生理层面研究了蓖麻的干旱响应机制，但分子层面的调控网络仍不清晰。特别是油菜素内酯（BR）信号通路中的BR-signalling kinases（BSKs）家族，虽在盐胁迫响应中作用明确，但其在抗旱中的功能尚未阐明。

内蒙古民族大学等单位的研究人员通过15% PEG-6000模拟干旱处理蓖麻根系，采用iTRAQ定量蛋白质组学技术，从2195个鉴定蛋白中筛选出318个差异表达蛋白（DEPs）。KEGG分析显示，植物激素信号转导通路中的RcBSK7显著上调。为验证其功能，研究团队通过农杆菌介导的遗传转化，构建了RcBSK7过表达的拟南芥和蓖麻株系，结合生理指标测定、酵母双杂交（Y2H）和表面等离子共振（SPR）等技术，系统解析了该基因的抗旱机制。相关成果发表在《Industrial Crops and Products》上。

关键技术方法包括：1）基于iTRAQ标记的定量蛋白质组学筛选干旱响应蛋白；2）构建pBI121-EGFP-RcBSK7载体进行亚细胞定位；3）通过农杆菌介导的花序浸染法和子叶节转化法分别获得转基因拟南芥和蓖麻；4）LI-6400XT光合仪测定气体交换参数；5）Y2H筛选互作蛋白并通过SPR验证结合亲和力（KD=1.88×10^?8 M）。

研究结果揭示：
3.1 iTRAQ定量蛋白质组学分析
在218个上调DEPs中，RcBSK7在BR信号通路中表达量显著增加，提示其可能参与干旱响应。

3.4 RcBSK7在拟南芥中的过表达
转基因株系在20天干旱处理后叶片萎蔫率降低40%，MDA含量下降35%，总抗氧化能力提升2.1倍。200 mM甘露醇处理下根数增加58%，20 μM ABA处理虽抑制主根伸长但促进侧根发生。

3.5 RcBSK7在蓖麻中的过表达
转基因株系在15天干旱胁迫后存活率100%，而野生型全部死亡。叶片呼吸速率提高1.8倍，NCED和AAO基因表达量分别上调3.2倍和2.7倍，驱动ABA合成增加。

3.7 酵母双杂交筛选互作蛋白
发现RcBSK7与含有A20/AN1锌指结构域的RcSAP3存在相互作用，qPCR证实干旱早期RcSAP3在转基因株系中表达量激增。

3.8 蛋白互作验证
SPR检测显示两者结合亲和力达纳摩尔级（1.88×10^?8 M），暗示可能形成信号复合体。

4.讨论与结论
该研究首次阐明RcBSK7通过双重机制增强抗旱性：一方面直接上调ABA合成关键酶NCED和AAO的表达，促进气孔关闭减少水分流失；另一方面通过激活WOX5基因增加根系数量，二者协同提升水分吸收效率。发现的RcBSK7-RcSAP3互作模块为解析BR与ABA信号交叉调控提供了新视角。研究建立的蓖麻遗传转化体系（转化效率达6.7%）和筛选的抗旱靶点，为工业油料作物的分子设计育种提供了关键技术支撑。未来需进一步解析RcSAP3是否通过泛素化修饰参与ABA信号转导，以及BSK7在不同组织中的时空表达特征。