2025年8月6日，北京林业大学生物科学与技术学院/林木遗传育种全国重点实验室尹伟伦院士/夏新莉教授课题组在Nature Communications发表了题为“SC35-mediated bZIP49 splicing regulates K+ channel AKT1 for salt stress adaptation in poplar”的研究论文。研究发现，在毛白杨中，剪接因子SC35可介导bZIP49基因的剪接，产生的剪接体bZIP49S通过调节钾离子转运蛋白AKT1的表达，影响Na⁺/K⁺平衡，从而调节杨树的耐盐能力。

杨树（Populus spp.）作为重要的用材林、生态林和能源林树种，在林业可持续发展中发挥着重要作用。日益加剧的土壤盐碱化成为全球农林业的重大挑战之一。如何维持植物体内Na⁺/K⁺平衡，是植物应对盐胁迫的重要机制。同时，转录后剪接作为调控植物逆境响应的重要方式，也在离子稳态调节中发挥着关键作用。北京林业大学尹伟伦院士/夏新莉教授团队揭示了UBC32-SC35-bZIP49-AKT1模块在盐胁迫适应中的核心功能。揭示剪接事件与离子转运之间的关联，不仅有助于理解耐盐机制，还为林木分子育种提供理论与实践支持。全文主要研究结果如下：

1. bZIP49S负调控杨树的耐盐性

转录因子bZIP49在杨树中通过mRNA剪接产生两种转录本：未剪接型bZIP49L和剪接型bZIP49S。其中，bZIP49S是盐胁迫响应中的主要活性形式，其过表达会导致杨树对盐胁迫更加敏感，并显著抑制K+的吸收；而敲除bZIP49则能增强植株的耐盐性，并提高体内K+的积累水平。

图1 bZIP49S负调控杨树的耐盐性

2. SC35介导的bZIP49剪接增强bZIP49Lox的盐敏感性

通过自主建立酵母筛选体系，筛选到调控bZIP49剪接的上游关键剪接因子SC35。RT-qPCR和RNA-EMSA等实验证实了SC35能在杨树体内促进bZIP49的剪接。bZIP49Lox背景下SC35的过表达可显著提高bZIP49的剪接效率，促进剪接体bZIP49S的生成，加剧杨树对盐胁迫的敏感性。

图2 SC35介导的bZIP49剪接增强bZIP49Lox的盐敏感性

3. bZIP49S靶向抑制AKT1的活性

转录组学分析发现，bzip49cr突变体在与离子转运相关的通路中显著富集。LUC和EMSA实验证实了bZIP49S可直接结合钾离子通道AKT1的启动子区域，从而抑制其表达。功能验证表明，akt1cr/bzip49cr双突变体在盐胁迫下的耐受性介于akt1cr和bzip49cr单突变体之间，证明AKT1是bZIP49S发挥调控作用的重要靶点。AKT1功能缺失会阻断钾离子吸收，削弱bzip49cr突变体原本增强的耐盐能力。

图3 bZIP49S抑制AKT1的活性

4. UBC32与SC35互作，促进其泛素化降解

通过酵母筛库实验，获得与SC35相互作用的E2泛素结合酶—UBC32。进一步的Co-IP、Pull-down、泛素化检测及蛋白降解实验表明，UBC32能与SC35发生互作，促进其泛素化修饰，并通过26S蛋白酶体介导SC35的降解。这一发现揭示了UBC32在调控SC35稳定性中的核心作用，为连接蛋白质水平调控与转录后剪接调控提供了关键环节。

图4 UBC32与SC35相互作用及“UBC32-SC35-bZIP49-AKT1”工作模型

综上所述，研究团队提出了一个全新的多层级信号调控模型：UBC32通过调控SC35稳定性，影响下游bZIP49的剪接，从而调节AKT1表达与细胞Na+/K+平衡，进而调控植物的耐盐性。该研究构建了从转录后调控（剪接）到蛋白质水平调控（泛素化）再到生理应答（离子稳态）的完整调控通路，揭示了“UBC32-SC35-bZIP49-AKT1”在盐胁迫适应中的核心功能，不仅加深了我们对植物逆境响应网络的理解，也为分子育种提供了新的理论支撑与潜在靶点，对提升林木及作物的耐盐性具有重要意义。

北京林业大学林木遗传育种全国重点实验室博士研究生刘晓和鲍雨为论文共同第一作者，尹伟伦院士、夏新莉教授与王厚领副教授为本文通讯作者。实验室硕士研究生张曼玉，博士研究生张涵、牛梦雪、刘殊菁、刘美莹、黄梦博参与了此研究。本研究得到了生物育种国家科技重大专项课题（2023ZD0405604）和国家自然科学基金（32071734；31570308）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62448-9

作者：刘晓

审核：杜庆章