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干旱脅迫嚴重制約著植物的生長發(fā)育，并導致世界范圍內作物減產。為應對日益嚴重的干旱脅迫，解析植物抗旱機理選育耐旱作物迫在眉睫。干旱脅迫導致包括過氧化氫(H2O2) 在內的活性氧 (ROS) 失衡，影響植物的生長發(fā)育。
過氧化氫酶 (CAT) 可以靶向H2O2分解從而維持體內活性氧穩(wěn)態(tài)。解析過氧化氫酶的調控機制，有利于深入明晰活性氧平衡植物生長發(fā)育和環(huán)境耐受性的分子機理，對提高農作物耐旱性和保障世界糧食安全具有重要意義。
為探索過氧化氫酶的調控機制，中國科學院華南植物園鄧書林研究員團隊以過氧化氫酶2(Catalase 2，CAT2)為誘餌，通過酵母文庫篩選的方法發(fā)現一個RING型E3泛素連接酶，命名為CIRP1(Catalase Interacting RING Protein 1)。CIRP1與CAT2和CAT3存在相互作用，也可以泛素化修飾并促進CAT2和CAT3通過26S蛋白酶體途徑降解。植物表型實驗證明，在干旱和氧化脅迫條件下，CIRP1在CAT2和CAT3的上游發(fā)揮功能。
相關研究成果已近期發(fā)表在國際學術期刊Journal of Integrative Plant Biology(《植物學報》)(IF5年=9.3)上。中國科學院華南植物園博士后楊恒和副研究員張藝為論文共同第一作者，鄧書林研究員為論文通訊作者。研究得到國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13845.
圖1. CIRP1泛素化降解CAT2/CAT3負調控植物對干旱和氧化脅迫耐受性
圖2. CIRP1靶向CAT2/CAT3降解負調控植物對干旱和氧化脅迫耐受性模式圖
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