小生长素上调 RNA (SAUR) 被认为是参与调节非生物胁迫适应性生长的生长素响应基因。在生长限制因素中，缺水条件显着影响植物的生长发育。SAUR 家族成员AtSAUR32的假定功能有可能减少干旱胁迫的负面影响，但在拟南芥中的确切功能和作用方式仍不清楚。

浙江大学研究团队在frontiers in plant science发表了一篇名为“The Arabidopsis SMALL AUXIN UP RNA32 Protein Regulates ABA-Mediated Responses to Drought Stress”的文章揭示了拟南芥 SMALL AUXIN UP RNA32 蛋白调节 ABA 介导的干旱胁迫反应。

在目前的研究中，克隆了AtSAUR32基因并对其进行了功能分析。AtSAUR32定位于质膜和细胞核，主要在根中表达，并且在某些时间点受到脱落酸和干旱处理的高度诱导。saur32的气孔关闭和种子萌发相对于AtSAUR32 过表达品系 (OE32-5) 和野生型 (WT)，对 ABA 的敏感性较低。此外，与 WT 和 OE32-5 转基因株系相比，干旱胁迫下saur32突变体的离子泄漏增加，而光系统的量子产量和内源性 ABA 积累减少，以及 ABA/胁迫响应基因的表达模式. 此外，酵母双杂交 (Y2H) 和双分子荧光互补 (BiFC) 测定表明 AtSAUR32 与进化枝 A PP2C 蛋白（AtHAI1 和 AtAIP1）相互作用以调节拟南芥中的 ABA 敏感性。总之，这些结果表明AtSAUR32通过介导 ABA 信号转导在干旱胁迫适应中发挥重要作用。

1.1AtSAUR32 - 过表达的拟南芥植物表现出增强的耐旱性

为确定耐旱性，将AtSAUR32 过表达（OE32-5 和 OE32-6）和 WT 植物在正常条件下生长 4 周，然后经受干旱胁迫 15 天，并重新浇水，并在重新浇水后 7 天估算存活率. 结果显示，AtSAUR32过表达株系（OE32-5 和 OE32-6）的存活率显着高于 WT 植物（图 3B））。复水后 7 天，OE32-5 品系的成活率 > 60%，而 OE32-6 品系的成活率为 50%，被筛选出来进行进一步研究。在分离的莲座丛叶中测量蒸腾速率以确定干旱胁迫后的保水程度，发现 OE32-5 的重量损失始终（2-5 小时）显着低于saur32突变体和 WT 植物的叶子（图 3C），表明 OE32-5 植物抗旱性增加可能是由于叶片蒸腾速率降低。此外，ABA 信号通过调节气孔孔径来调节干旱反应。saur32的气孔孔径在 ABA 处理 (10 μM) 后测量 、OE32-5 和 WT 植物叶片。在 ABA 处理 1 h 时，saur32叶片的气孔孔径相对于 WT (0.29) 显着增强 (0.39)，而 OE32-5 叶片显示出轻微减少 (0.26)（图 3D）。然而，随着处理时间的增加，saur32的气孔孔径与 WT 和 OE32-5 相比显着增加，分别为 0.41、0.15 和 0.18。这些结果与失水试验一致（图 3C）。

图 3AtSAUR32在干旱胁迫条件下对拟南芥植物的功能丧失和功能获得影响

1.2AtSAUR32 蛋白与 PP2C.A 相互作用

RNA-seq 和表达数据表明，在saur32突变体中显着诱导了 ABA 响应基因HAI1和AIP1（PP2C.A 家族成员）的转录。因此，我们进行了 Y2H 分析以验证潜在的 AtSAUR32 相互作用伙伴。结果表明，含有 AtSAUR32-HAI1 和 AtSAUR32-AIP1 蛋白的酵母菌株在选择培养基 SD/-Leu-Trp-His-Ade 中生长良好，表明蛋白质-蛋白质相互作用强（图 6A）。进一步确认 AtSAUR32 和 PP2C.A 基因（HAI1和AIP1) 相互作用，我们进行了 BiFC 测定。注入黄色荧光蛋白 (YFP) N 端片段的 AtSAUR32 可以与注入 C 端的 AIP1 和 HAI1 共表达，产生 AtSAUR32-2YN+HAI1-2YC 和 AtSAUR32-2YN+AIP1 -2YC 向量。这些载体被共转化到烟草细胞中，产生强烈的荧光信号。共聚焦激光扫描显微镜在细胞核处显示荧光，表明定位到细胞核（图 6B）并确认 AtSAUR32-HAI1 和 AIP1 相互作用发生在体内。Y2H 和 BiFC 结果均表明 AtSAUR32 实际上可以与 AIP1 和 HAI1 蛋白相互作用。

图 6.拟南芥中 AtSAUR32 相互作用蛋白的鉴定及其共定位分析

总之，AtSAUR32转录对外源 ABA 应用敏感，并通过 ABA 信号转导增强抗旱性。生理和形态属性表明AtSAUR32对 ABA 更敏感；然而，在干旱胁迫条件下，与野生型和 OE32-5 植物相比，saur32突变体遭受更严重的影响。因此，AtSAUR32可能积极参与应对干旱条件；然而，进一步的基因分析将有助于证实这些结果。此外，RNA-SEQ和qRT-PCR分析所确定的共同监管防御基因，PP2C.A亚家族成员均明显通过在ABA和干旱诱导saur32相对于 WT。Y2H 和 BiFC 分析显示一些 PP2C.A 蛋白 AHI1 和 AIP1 与 AtSAUR32 相互作用。考虑到拟南芥中的PP2C.A基因可能被认为是ABA信号转导的关键调节因子，而在干旱响应中，发现AtSAUR32通过AHI1和AIP1介导ABA依赖性信号转导。此外，胁迫应答基因发生了改变。总之，这些结果表明AtSAUR32可能通过 ABA 依赖性和非依赖性途径调节耐旱性。 

文献链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.625493