近日，生命科学学院王存教授团队在《Science Bulletin》上在线发表题为“Plasma membrane-associated calcium signaling modulates zinc homeostasis in Arabidopsis”的研究论文，揭示了质膜相关钙信号调控拟南芥锌稳态的分子机理。博士生方燕军、琚传凤教授和博士生Laiba Javed（已毕业）为共同第一作者。王存教授为通讯作者。

锌是人类、动物和植物正常生长发育所必需的微量营养元素。土壤缺锌会直接造成作物锌营养不足，进而导致人体锌营养缺乏，引起的“隐性饥饿”是全球范围内普遍存在的食品营养健康问题。尽管如此，关于植物如何感知并传导锌信号的调控机制，目前的研究仍很欠缺。

研究发现低锌胁迫能够触发拟南芥根部产生明显的Ca2+信号。这一过程中，定位于质膜的Ca2+感受器CBL1/4/5/8/9及其相互作用的蛋白激酶CIPK3/9/23/26响应低锌胁迫。进一步通过一系列生理生化实验发现CBL1/4/5/8/9通过招募CIPK3/9/23/26并磷酸化修饰锌转运体ZIP12的Ser185位点，进而调控ZIP12的蛋白稳定性。该研究揭示了Ca2+-CBL1/4/5/8/9-CIPK3/9/23/26-ZIP12信号通路在维持植物锌稳态中的重要意义，当植物处于锌缺乏环境时，由于植物的应激反应，导致负责锌吸收的转运体(如ZIP4,ZIP9,ZIP12)的转录水平显著上调，介导土壤锌的吸收。为了避免ZIPs转运体表达量过高导致紊乱，或者是不需要这么高的表达量，需要适当降低蛋白水平，CBL-CIPK感知特异性钙信号，通过磷酸化介导ZIP12经泛素-蛋白酶体途径部分降解，这种负反馈机制既可避免植物应急响应导致的锌转运体过度积累，又能动态适应环境锌浓度的波动，从而通过精准调控ZIP12蛋白稳态维持锌吸收的生理平衡。

该研究得到了国家自然科学基金（32222008、32300235）、中国博士后科学基金（2023M732883）和中央高校基本科研业务费专项资金（2452023069）项目的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927325001690?via%3Dihub