JIPB | 西北农林科技大学董娟娥教授团队揭示SmCPK20磷酸化SmWRKY2调控茉莉酸信号下丹参酮合成的机制

本文主要研究了丹参中调控丹参酮合成的分子机制。背景方面，丹参酮是丹参的主要活性成分，在治疗心脑血管疾病和抗肿瘤方面有重要作用，茉莉酸（JA）信号能显著促进其合成。研究目的是阐明转录因子如何通过翻译后修饰调控JA信号下的丹参酮积累。结论方面，研究首次揭示了SmJAZ3-SmCPK20-SmWRKY2调控模块：JA信号通过双重机制协同激活丹参酮合成关键转录因子SmWRKY2。一方面，JA诱导细胞内Ca2+浓度升高，激活激酶SmCPK20，使其特异性磷酸化SmWRKY2的Thr-256位点；另一方面，JA促进抑制蛋白SmJAZ3降解，释放SmWRKY2并增强其与SmCPK20的互作，进一步强化磷酸化修饰。该磷酸化事件显著增强SmWRKY2对酶基因SmCPS1的转录激活能力，最终驱动丹参酮在胁迫响应中的高效积累。这一发现首次阐明了JA-Ca2+-CPK-WRKY模块如何通过“磷酸化+去抑制”双通路精密调控药用次生代谢产物合成，为植物逆境代谢调控提供了全新分子模型，也为丹参等药用植物的代谢工程改良提供了关键靶点。