近日，南京农业大学草业学院徐彬教授研究组在The Plant Journal上发表了题为“LpSAPK9 phosphorylates and activates LpABF2/LpABF3 to transactivate expression of chlorophyll catabolic genes and promote leaf senescence in perennial ryegrass”的研究论文。多年生黑麦草是我们南方草山草坡的主栽草种。为提高黑麦草在南方草山草坡的高温干旱等极端环境下成活率和使用年限，我们开展了其耐热、抗旱及衰老机理相关研究工作。本研究发现LpSAPK9通过磷酸化ABA信号传导通路关键转录因子LpABF2和LpABF3，进而诱导叶绿素降解基因表达，促进叶片衰老的分子机制。
该研究发现LpSAPK9 属于 SnRK2 激酶家族的 第 I 亚类，其表达水平随着叶片衰老加剧而显著升高。在烟草和多年生黑麦草中过量表达 LpSAPK9 均能加速自然生长及干旱胁迫条件下叶绿素降解，促进叶片黄化、衰老。酵母双杂（Y2H）文库筛选到LpSAPK9 的互作蛋白LpABF2 和 LpABF3；荧光素酶互补实验（LCA）、双分子荧光互补实验（BiFC）和免疫共沉淀实验（Co-IP）等证实了两者互作的真实性。
图1. LpSAPK9与LpABF2/3互作及磷酸化位点验证
进一步研究发现LpSAPK9磷酸化 LpABF2 的第89位丝氨酸（S89）和第130位苏氨酸（T130）及LpABF3 的第122位丝氨酸（S122）。野生烟草叶片瞬时表达实验和CUT&Tag-qPCR结果表明，共转化LpSAPK9促进了LpABF2 和 LpABF3 集合并激活四个叶绿素降解基因（LpSGR，LpNYC1，LpNOL，LpPPH）的启动子，从而促进叶绿素降解，诱导叶片早衰。本研究揭示了“LpSAPK9-LpABF2/3-CCGs”模块通过协同调控叶绿素降解基因的表达来控制多年生黑麦草叶片衰老的分子机制，也为通过基因手段调控黑麦草的抗逆性和寿命提供了重要的理论依据和潜在靶点。
图2. LpSAPK9调控ABF2/3转录活性及“LpSAPK9-LpABF2/3-CCGs”模块调控叶片衰老调控的模式图
研究组博士生杨雨薇和已毕业博士生邢静（现就职于浙江省丽水学院）为论文共一作者，徐彬教授和张敬副教授为共同通讯作者。此外，迟英俊副教授、博士生郝欢欢、殷庭超、杨化冻和硕士生关昊参与了该研究。本研究获得中央高校基本科研业务费专项资金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目资助。
文字：张敬
校对：宋菲
审核：陈煜
