多能量底物途径协同贡献神圣莲花 floral thermogenesis 的分子机制解析

《The Plant Journal》：Cooperative contribution of multiple energy substrate pathways to floral thermogenesis in sacred lotus

来自国内的研究人员通过整合微尺度蛋白质组学、时间序列转录组学和线粒体喂养实验，揭示了莲花(Nelumbo nucifera)花托thermogenesis过程中能量底物供应的协同调控机制。研究发现，MPC介导的胞质丙酮酸输入与NAD-ME衍生的线粒体内丙酮酸通量共同支撑热生成，其中NAD-ME途径贡献更显著。该研究为理解植物应对高能耗thermogenesis的代谢可塑性提供了新见解。

　　

神圣莲花(Nelumbo nucifera)的花器官thermogenesis（产热）是一个耗能巨大的生物学过程，需要复杂的代谢重构和底物供给。最新研究通过多组学联用技术，揭示了其花托组织产热过程中精妙的能量供应策略。蛋白质组分析显示，在thermogenesis启动阶段，主要能量代谢通路协同上调，同时伴随替代氧化酶(AOX)和解偶联蛋白等产热相关蛋白的表达增强，标志着代谢重心从ATP合成转向热量生成。

研究首次量化比较了两种丙酮酸来源对线粒体呼吸的贡献：线粒体丙酮酸载体(MPC)介导的胞质丙酮酸转运，以及NAD依赖苹果酸酶(NAD-ME)催化的线粒体内丙酮酸生成。同位素标记实验意外发现，在thermogenesis条件下，NAD-ME途径的贡献度显著高于MPC途径，展现出植物应对高能耗需求的代谢灵活性。此外，丙氨酸转氨酶(AlaAT)活性和脂肪酸β氧化相关基因的上调，进一步拓展了呼吸底物库的多样性。

这项研究绘制了thermogenesis过程中动态变化的能量底物供应图谱，阐明了植物通过多通路协同满足产热能量需求的适应策略，为理解植物能量代谢调控提供了新范式。