近日，我院李泽琦博士（第一作者）与浙江大学都浩研究员（通讯作者）团队在《Cell Research》（Q1，IF：25）发表题为《Allelic variation UVRB modulates thermotolerance-yield tradeoffs in plants》的研究论文，该研究鉴定了水稻受体UV RESISTANCE LOCUS 8b（OsUVR8b）是SnRK1（SNF1-telated protein kinase1）的底物 并揭示了其SnRK1介导磷酸化位点Ser177的天然变异与气候适应相关。
研究发现，OsUVR8b可被SnRK1磷酸化，其磷酸化位点（Ser177）存在与气候相关的自然变异。通过引导编辑、磷酸化实验及组学分析证实，OsUVR8b Ser177向Ala177的变异增强了蛋白稳定性与植物耐热性，但以牺牲非胁迫条件下的育性为代价，体现了热适应与生产力之间的权衡。OsUVR8b Ser177磷酸化位点作为调控其蛋白稳定性和耐热性的分子开关，其功能在水稻、拟南芥、烟草和大豆中均可重建，表明该机制在植物驯化过程中高度保守。
Fig. 1 OsSnRK1.1-OsUVR8b response to heat stress in rice.
Fig. 2 OsSnRK1.1 predominantly phosphorylates OsUVR8b at Ser177.
Fig. 3 Natural variation at OsUVR8b Ser177 phosphorylation site underlies rice thermotolerance adaptation.
Fig. 4 OsSnRK1.1-mediated phosphorylation of OsUVR8b at Ser177 promotes its degradation under heat stress
Fig. 5 Role of OsUVR8b in phosphorylation-mediated ROS scavenging under heat stress.
Fig. 6 Proposed model of OsUVR8b alleles-mediatedthermotolerance and yield trade-off in rice.
当前，工业活动导致平流层臭氧消耗，加剧地表UV-B辐射与全球变暖，严重威胁作物生长与产量，增强作物热胁迫抗逆性对保障粮食安全至关重要。紫外光受体UVR8可介导UV-B信号参与热形态建成，但其在热胁迫耐受中的直接作用尚不明确。此外，热胁迫会引发能量耗竭，激活核心调控因子SnRK1，以重塑代谢与转录过程，维持能量平衡。自然环境中植物常同时面临UV-B与高温胁迫，因此解析能量信号与高温响应通路的整合机制，对理解低纬度强热、强UV-B地区的植物适应至关重要。本研究不仅揭示了植物耐热性的分子机制，也为培育适应全球变暖的高产耐热作物提供了理论基础。OsUVR8b SNP位点作为产量-抗逆性平衡的关键调控因子，阐明了作物胁迫与产量权衡的分子基础，为植物环境适应机制提供了新见解，并为培育气候适应性作物开辟了新途径。
本研究以浙江万里学院现代农学院为第二完成单位，李泽琦博士为第一作者，浙江大学都浩教授为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金(32470288), 国家重点研发计划 (2024YFD2300504)，浙江大学国际合作计划等项目资助。
