MPK6介导的磷酸化通过降解MYC2蛋白负调控茉莉酸信号通路的分子机制

本研究解决了MPK6对MYC2调控机制的争议问题，通过遗传学、生化和分子生物学实验证实MPK6通过磷酸化MYC2T328位点促进其降解，从而负调控茉莉酸(JA)信号通路。该发现揭示了植物激素信号转导中关键转录因子的动态调控机制，为作物抗逆性改良提供新靶点。

　　

在植物应对环境胁迫和生长发育过程中，茉莉酸(JA)信号通路扮演着核心角色。作为该通路的关键转录因子，MYC2调控着大量下游基因的表达，但其活性调控机制长期存在争议。此前研究对丝裂原活化蛋白激酶MPK6的调控作用得出相反结论：Takahashi等认为MPK6负调控MYC2，而Sethi团队却提出正向调控模型。这种矛盾提示着MYC2可能存在着复杂的翻译后修饰调控网络，亟待通过系统的遗传和生化研究来阐明。

美国密歇根州立大学(Michigan State University)园艺系的研究团队在《Plant Communications》发表的重要成果，通过多维度实验证实MPK6通过特异性磷酸化MYC2第328位苏氨酸(T328)引发其蛋白降解，从而负调控JA信号通路。这项研究不仅解决了领域内长期存在的学术争议，更揭示了植物激素信号动态平衡的精密调控机制。

研究主要采用以下关键技术：酵母双杂交筛选蛋白互作区域、体外激酶实验验证磷酸化位点、蛋白质免疫印迹分析蛋白稳定性、凝胶迁移实验检测磷酸化状态、转基因植物表型分析以及qPCR定量靶基因表达。通过构建系列MYC2磷酸化位点突变体，结合遗传材料mpk6突变体和组成型激活MPK6(CAMPK6)过表达植株，系统解析了调控机制。

MPK6负调控MYC2转录活性
通过比较MYC2过表达植株与MYC2/CAMPK6双过表达植株，发现MPK6显著抑制MYC2下游靶基因LOX2和VSP1的表达。在mpk6突变体中，这些基因的表达水平反而升高，证明MPK6具有抑制MYC2活性的功能。

MPK6与MYC2的直接互作机制
酵母双杂交实验锁定MYC2的328-446氨基酸区域为MPK6结合域，免疫共沉淀证实两者在植物体内存在物理相互作用。体外激酶实验显示CAMPK6能有效磷酸化MYC2，且该过程导致MYC2蛋白稳定性显著降低。

T328位点的核心调控作用
通过系列突变体实验发现，MPK6主要靶向MYC2的T328而非此前报道的S123位点。特异性抗体检测证实JA处理后野生型植株中MYC2^pT328水平瞬时升高，而mpk6突变体则完全缺失该修饰。T328A突变体对MPK6介导的降解作用产生抗性，且其转录活性不受CAMPK6抑制。

生理功能验证
在根伸长实验中，MYC2过表达导致的根长缩短表型可被CAMPK6过表达逆转。基因表达动力学分析显示，野生型中JA诱导的MYC2表达峰值在1小时后下降，而mpk6突变体维持持续高表达，证明MPK6参与MYC2的反馈抑制调控。

这项研究确立了MPK6-MYC2调控轴的核心分子机制：MPK6通过特异性磷酸化MYC2^T328触发其降解，从而防止JA信号通路的过度激活。这种精确的负调控机制对维持植物激素信号稳态至关重要，尤其可能在植物应对持续环境胁迫时发挥"刹车"作用。研究还揭示了翻译后修饰调控的复杂性——同一激酶对不同位点的磷酸化可能产生截然相反的生物学效应，这为理解植物信号网络的动态平衡提供了新视角。该发现不仅解决了领域内长期争议，更为作物抗逆性遗传改良提供了新的分子靶点策略。