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記者3月23日從中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新疆生地所”）獲悉，該所張道遠(yuǎn)研究員團(tuán)隊(duì)以齒肋赤蘚為研究模式種，首次揭示了賴(lài)氨酸乙?；谥参镏袇f(xié)調(diào)脫水保護(hù)與復(fù)水代謝重編程的全局調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。該研究為理解植物極端水分適應(yīng)機(jī)制提供了全新視角，也為抗逆作物分子育種提供了寶貴的基因資源。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于國(guó)際期刊《植物生理學(xué)》

據(jù)了解，植物耐干性是自然界最極端的逆境適應(yīng)現(xiàn)象之一。齒肋赤蘚是新疆古爾班通古特沙漠生物土壤結(jié)皮的優(yōu)勢(shì)種，其可在脫水超過(guò)98%后仍保持活力，復(fù)水后3到5秒啟動(dòng)生命活動(dòng)、1分鐘內(nèi)光合系統(tǒng)恢復(fù)90%活性。

這一“秒級(jí)復(fù)蘇”能力遠(yuǎn)超轉(zhuǎn)錄調(diào)控的時(shí)間尺度，且脫水-復(fù)水過(guò)程中轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)呈低相關(guān)性。由此提示齒肋赤蘚可能采用“蛋白存儲(chǔ)池”策略，而翻譯后修飾正是激活這些預(yù)存蛋白的關(guān)鍵。然而，作為一種重要的翻譯后修飾，乙酰化如何參與植物的極端耐干性尚不明確。

針對(duì)上述問(wèn)題，張道遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)利用高通量乙?；M學(xué)技術(shù)，首次對(duì)齒肋赤蘚在脫水-復(fù)水過(guò)程中的賴(lài)氨酸乙?；M進(jìn)行了全面解析，共鑒定到11474個(gè)乙酰化位點(diǎn)，覆蓋4171個(gè)蛋白質(zhì)，構(gòu)建了目前植物中規(guī)模最大的賴(lài)氨酸乙?；瘮?shù)據(jù)集。

進(jìn)一步研究結(jié)果表明，賴(lài)氨酸乙酰化是實(shí)現(xiàn)脫水保護(hù)與復(fù)水代謝重編程的核心調(diào)控開(kāi)關(guān)。在脫水階段，乙?；ㄟ^(guò)調(diào)控碳固定、谷胱甘肽代謝和核苷酸糖生物合成等通路，協(xié)同維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與氧化還原穩(wěn)態(tài)，幫助植物進(jìn)入脫水保護(hù)狀態(tài)；在復(fù)水階段，乙酰化能快速靶向糖酵解、蛋白酶體等核心代謝通路，驅(qū)動(dòng)能量供應(yīng)與細(xì)胞修復(fù)，實(shí)現(xiàn)“秒級(jí)復(fù)蘇”。

科研人員發(fā)現(xiàn)，齒肋赤蘚的乙?；揎椌哂歇?dú)特的序列偏好性，其乙?；稽c(diǎn)周?chē)尸F(xiàn)富集亮氨酸的特征序列，區(qū)別于已報(bào)道的其他植物主要富集組氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸的特點(diǎn)，揭示了早期陸生植物在極端環(huán)境適應(yīng)中的獨(dú)特調(diào)控機(jī)制。

此外，該研究進(jìn)一步靶定了糖酵解通路中的關(guān)鍵限速酶丙酮酸激酶，發(fā)現(xiàn)其第513位賴(lài)氨酸的乙酰化對(duì)酶活性和蛋白穩(wěn)定性至關(guān)重要，該位點(diǎn)的乙?；揎椖軌蛟鰪?qiáng)丙酮酸激酶功能，進(jìn)而提高齒肋赤蘚的耐干性。