拟南芥ABA应答的MAPK级联途径的系统解析

植物激素脱落酸（ABA）受体及其偶联的PP2C-SnRK2途径的解析显示蛋白磷酸化修饰过程在ABA信号途径中的关键作用，已知一些MAPK级联途径组分也参与ABA对气孔运动和萌发等生理过程的调节，但介导ABA信号转导的完整的MAPK级联途径尚未得到解析。在前期工作中我们鉴定得到到一个MAPKKK（AATK1），介导了ABA对MAPK的激活过程，aatk1在萌发和气孔运动中对ABA不敏感。本项目拟研究AATK1的功能和调控方式，并通过遗传学和凝胶激酶分析等生物化学方法鉴定ABA激活的MAPK，确定其上游MAPKK，试图系统解析介导ABA信号转导的MAPK级联途径的各个组分，并深入探讨各MAPK组分间相互作用,级联调控ABA信号转导和植物逆境适应过程的分子机制，为阐明重大研究计划中"植物激素信号感知及传递的分子机制"和"激素调控植物对非生物逆境适应性的分子机制"等核心科学问题提供有价值的线索。

脱落酸（Abscisic Acid，ABA）是一种重要的植物激素，广泛参与了植物对于逆境胁迫的应答过程。已知SnRK2在ABA受体偶联的信号转导途径中有关键作用。CDPKs，CIPKs以及一些促有丝分裂素激活的蛋白激酶（Mitogen activated protein kinase， MAPK）也被认为参与了ABA的信号途径。但目前对于参与ABA信号转导途径的MAPK级联途径的细节以及其调控的生物过程并不清楚。在前期工作中，我们鉴定获得一个ABA不敏感的raf家族的MAPKKK突变体aatk1。以此为基础，本项目对ABA激活的MAPK的级联途径、MAPK级联途径与SnRK2途径的Cross-talk，ABA应答途径中MAPK与SnRK2的下游底物进行了初步的分析。发现aatk1在萌发和气孔运动过程中对ABA不敏感，AATK1能够较为特异地磷酸化MKK4/5，并通过其下游的MPK3/6以及AMPK1参与了ABA对于根系发育和气孔运动的调节过程；分析发现转录因子ERF6是MPK3/6的底物，ABA和H2O2激活MAPK级联途径通过磷酸化ERF6，调控ERF6的稳定性从而介导下游应答基因的转录过程；建立的非同位素标记的植物磷酸化蛋白的定量分析新技术，在蛋白质组水平上比较分析了渗透胁迫处理诱导的磷酸化蛋白组的变化；通过上述技术，在蛋白质组水平上比较分析了野生型以及snrk2.2/2.3/2.6突变体中ABA诱导的蛋白质磷酸化的差异，对ABA激活的SnRK2s的底物进行了鉴定和分析，发现58个新的SnRK2的底物；利用蛋白质组学技术，分析了ABA调控的MAPK级联系统组分，并初步分析了MAPK与SnRK2s在ABA应答途径中的交叉。这些研究工作为深入了解ABA下游的信号转导过程以及ABA如何调控基因表达、气孔运动以及开花等一系列的生理过程提供了有价值的信息。