近日，园艺学院苹果抗逆与品质改良创新团队李超/张志军课题组在《Plant Physiology》在线发表了题为“MdXERICO negatively regulates salt tolerance in apple through ubiquitination and degradation of MdJAZ10”的研究论文，系统阐明了E3泛素连接酶MdXERICO通过靶向泛素化降解盐胁迫正调控因子MdJAZ10，最终负调控苹果耐盐性的分子机制。
土壤盐渍化是制约苹果产业可持续发展的重要非生物胁迫，盐胁迫通过渗透伤害、离子毒害与氧化损伤阻碍苹果生长，降低果实产量与品质。泛素-蛋白酶体系统介导植物逆境响应，RING-H2型E3泛素连接酶参与盐胁迫调控，但其在苹果中的作用机制尚不清晰。本研究从苹果基因组鉴定出415个该类蛋白，结合盐胁迫转录组筛选出26个盐响应基因，MdXERICO诱导表达量最高。对转基因材料进行盐处理后发现，MdXERICO过表达株系叶片损伤加重、长势与根系活力下降，耐盐性减弱；沉默该基因则可显著提升苹果耐盐能力。
图1 MdXERICO负调控苹果植株耐盐性
通过酵母双杂交筛库筛选到MdXERICO的互作蛋白MdJAZ10，进一步通过酵母双杂交回补、Split-LUC、Pull-down、Co-IP、BiFC等试验证实，MdXERICO与MdJAZ10在细胞核和细胞质中均存在直接物理互作，且互作依赖MdJAZ10的ZIM结构域。体外和体内泛素化试验表明，MdXERICO可直接对MdJAZ10进行泛素化修饰。体外无细胞降解试验表明，MdXERICO过表达株系的总蛋白可显著加快MdJAZ10的降解速率，而沉默株系的总蛋白则显著延缓MdJAZ10的降解，且该降解过程可被蛋白酶体抑制剂MG132阻断。体内降解试验进一步证实，MdXERICO可通过26S蛋白酶体途径促进MdJAZ10蛋白降解。
图2 MdXERICO通过26S蛋白酶体途径介导MdJAZ10的泛素化和降解
综上所述，MdXERICO蛋白通过26S蛋白酶体途径介导MdJAZ10的泛素化降解，从而抑制离子转运基因的表达，破坏钠钾稳态，最终负调控苹果耐盐性。本研究拓展了植物泛素化调控盐胁迫应答的调控网络，也为苹果耐盐遗传改良提供了新的候选基因。后续可进一步解析MdJAZ10直接结合的下游转录因子，同时挖掘该模块在苹果野生种质中的优异等位变异，为苹果耐盐分子设计育种提供更精准的靶点。
图3 MdXERICO-MdJAZ10模块调节苹果耐盐性的模型
园艺学院张志军教授和博士研究生杨超为论文共同第一作者，李超教授和马锋旺教授为共同通讯作者。该研究得到了陕西省博士后科研项目（2025BSHYDZZ011）、国家自然科学基金（3247181196和32502647）、中国博士后科学基金（2024M762642）、陕西省自然科学基础研究计划（2025JC-YBQN-227）和中央引导地方科技发展资金（2024ZY-JCYJ-02-36）的资助。作物抗逆与高效生产全国重点实验室平台和园艺学院园艺科学研究中心为该研究提供了技术支持。
原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag591
