通过磷酸化蛋白质组学揭示荔枝芽的休眠密码

一个研究小组在近 2,800 种蛋白质中发现了近 7,000 个磷酸化位点，并揭示了与生长或休眠相关的不同调控模式。

　　

其中，CDPK和MAPK等激酶以及MYB和锌指转录因子成为控制芽状态的关键因子。这些发现提供了首个荔枝芽休眠的全面磷酸化蛋白质组学图谱，为改进热带水果作物的开花和产量管理奠定了基础。

芽休眠使植物能够在不利的条件下生存，但对于荔枝 ( Litchi chinensis ) 等热带常绿植物来说，即使在适宜的气候条件下也会出现休眠，这表明存在一种内在的调控机制。虽然温带物种的休眠已被充分研究，特别是在转录水平，但对于可以快速调节蛋白质活性的翻译后修饰 (PTM) — — 特别是磷酸化 — — 知之甚少。磷酸化由激酶和磷酸酶调控，影响信号转导、蛋白质转运和应激反应等过程。尽管有证据表明磷酸化在其他物种的种子休眠和芽破裂中发挥作用，但其在热带多年生植物中的作用仍未得到充分研究。由于这些知识空白，迫切需要更深入地了解荔枝芽中的磷酸化。

华南农业大学曾仁芳和黄旭明团队于 2025 年 7 月 4 日在《热带植物》 上发表了一项 研究（DOI：10.48130/tp-0025-00 18 ） ，该研究不仅对基础植物生物学具有重要意义，而且对果树开花周期的实际管理也具有重要意义。  

本研究采用非标记定量磷酸化蛋白质组学分析，采用高分辨率液相色谱串联质谱法（LC-MS/MS）研究荔枝顶芽在休眠期（S1 和 S4）、芽萌发期（S2）和快速生长期（S3）四个发育阶段的磷酸化动态。从蛋白质提取物中共鉴定出 7,835 个磷酸化肽段，对应 6,785 个独特的磷酸化位点和 2,795 个磷酸化蛋白。质控评估（包括主成分分析、肽段长度分布、质量准确度和蛋白覆盖度）证实了数据的高度可靠性和可重复性。在磷酸化位点中，丝氨酸是最常见的修饰残基（87.1%），其次是苏氨酸（12.2%）和酪氨酸（3%）。跨发育阶段的差异分析显示，S2 和 S1 之间存在 492 个 DRP，S3 和 S1 之间存在 284 个，其他比较中还存在数百个 DRP，且生长阶段的 DRP 丰度更高。功能富集（GO 和 KEGG）表明，这些 DRP 主要参与磷酸化、代谢过程和信号转导，并定位于细胞膜和细胞核中。鉴定出六种不同的 DRP 表达模式，其中簇对应于休眠或生长特异性表达。关键激酶（例如 CDPK 和 MAPK）以及转录因子（例如 MYB 和锌指蛋白）在活跃生长阶段表现出磷酸化和表达增加。相关性分析揭示了与蛋白质表达水平显著相关的特定磷酸化位点，而 qRT-PCR 证实了许多 DRP 编码基因表现出与发育转变相一致的转录模式。总而言之，这些发现表明磷酸化介导的调控在荔枝芽的休眠至生长转变中起着至关重要的作用，为多年生芽调控机制提供了新的见解。

了解芽休眠的磷酸化动力学，为调控荔枝及其他热带果树的开花和产量优化开辟了新的可能性。通过靶向特定的激酶或调节其活性，农学家可以操控芽的行为以适应气候或市场需求。未来的研究将致力于对最有前景的DRP进行功能表征，并探究其对环境的影响。

###