近日，我校生命科学学院植物学科副教授李小方和孙越团队在植物逆境适应研究方向取得新进展，于国际植物学知名杂志Frontiers in Plant Science在线发表了题为 “Arabidopsis GAAP1 and GAAP3 Modulate the Unfolded Protein Response and the Onset of Cell Death in Response to ER Stress ” 的研究论文。

 

 

　　盐渍、高温、干旱等非生物胁迫对全球作物产量造成了大量损失，是农业发展所面临的最重大问题之一。阐明植物的胁迫响应机制，对于人类认识植物在多变环境中的适应策略，并提高作物在逆境下的产量具有重要的意义。由于无法通过移动来逃避逆境，精确地平衡生长发育和胁迫应答，是植物适应变化环境的基本策略。

FIGURE 2 The expression pattern of GAAP1 and GAAP3 in Arabidopsis.

 

FIGURE 6 GAAP1/GAAP3 inhibited the cell death induced by ER stress.

 

　　非生物胁迫条件下，植物在细胞水平上可启动抗逆反应，并随着胁迫增强启动细胞死亡（PCD）。内质网（ER）的稳态对各种胁迫条件非常敏感，胁迫条件下会迅速启动未折叠蛋白响应信号通路（unfolded protein response, UPR）来消除对内环境的干扰，也是内环境无法达到稳态时引发PCD的内在信号的源头。但目前人们对非生物胁迫下植物细胞死亡发生的分子调控途径还了解甚少，对消耗能量的UPR启动与关闭的调节尚未见报道。李小方团队发现拟南芥定位于内质网膜的BI-1类因子GAAP1和GAAP3的表达在转录水平受胁迫诱导，它们的突变体在细胞水平就表现出胁迫敏感， PCD增加，而过量表达这些基因的拟南芥对ER胁迫、NaCl胁迫都具有明显抵抗现象；有趣的是， GAAPs还可以通过负调控UPR通路，促进胁迫修复后植株的生长发育。因此GAAPs具有抗胁迫诱导的细胞死亡和促胁迫后修复的双重功能，在植物从抗性到生长发育的转换上起着重要调节作用，为植物在逆境适应机制上提供了新的线索。据悉该团队进一步在GAAPs抗PCD和调控UPR的机制上的研究也取得重要进展，相关成果将陆续发表。

 

 

FIGURE 8 GAAP1/GAAP3 promoted the growth recovery after the mild ER stress was relieved and the working model of the function of GAAP1/GAAP3.

 

　　该项目研究成果的取得来自于近4届硕士研究生的顽强坚持和不懈追求，以及团队老师孙越的大力援助，植物学科李超老师、晏军老师及全体教师的鼎力支持和倾情帮助。硕士研究生郭坤、王薇为论文共同第一作者，李小方副教授为通讯作者。

 

论文全文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00348