上海師大戴紹軍團隊綜述植物RLK-PUB模塊磷酸化與泛素化的“雙向對話”

在植物細胞中，類受體激酶（RLKs）與U-box型E3泛素連接酶（PUBs）通過磷酸化與泛素化的協同作用，形成了一個精密的雙向調控網絡，廣泛參與免疫應答、生長發育及逆境適應。

近日，上海師范大學生命科學學院戴紹軍教授團隊在植物科學領域知名期刊Plant Communications上發表了題為“Crosstalk and reciprocal regulation between phosphorylation and ubiquitination mediated by receptor-like kinases and U-box E3 ligases during plant growth and environmental stress responses”的綜述論文，系統梳理了RLK-PUB模塊的研究進展，并對未來方向進行了深入探討。

RLKs作為膜定位的“信號接收器”，負責識別病原菌、激素、共生信號等胞外刺激，并啟動磷酸化級聯反應；而PUBs則通過泛素化修飾，精準調控底物蛋白的穩定性、定位和活性。兩者相互作用、雙向調控，共同構建了植物生長發育與環境適應的基礎調控框架。

在植物免疫中，RLK-PUB模塊通過正負反饋維持信號穩態。一方面，多種模式識別受體RLKs能磷酸化激活PUBs，增強其E3泛素連接酶活性，進而介導自身或下游蛋白的降解，避免免疫反應過度激活；另一方面，部分PUBs也可作為正調控因子，促進活性氧（ROS）爆發、MAPK級聯反應及防御基因表達。該模塊在擬南芥、水稻等物種中高度保守，有助于平衡抗病性與生長發育。

RLK-PUB模塊廣泛參與根系構型、氣孔與花器官發育、根瘤共生等過程。例如，低磷條件下，RLKs通過磷酸化調控PUBs的亞細胞定位，影響生長素信號以促進側根發生；在十字花科植物中，該模塊參與自交不親和反應；而在豆科根瘤共生中，RLK-PUB通過雙向反饋調控侵染線形成與根瘤數量，協調植物-微生物互利共生關系。

在非生物脅迫應答中，RLK-PUB模塊同樣扮演關鍵角色，是ABA信號通路調控干旱耐受的重要節點。ABA信號可穩定特定PUB蛋白，促進相關RLKs降解，實現信號的動態衰減。此外，CRKs等蛋白通過調控PUB穩定性，進一步影響底物豐度，進而調節氣孔運動與水分利用效率。

盡管在擬南芥、水稻及豆科等模式體系中已揭示多條保守通路，但仍有若干關鍵問題懸而未決：RLK-PUB底物識別及E2-E3配對的特異性機制尚不明確；磷酸化與泛素化的時空協同規律有待解析；PUBs與RLKs的功能冗余增加了遺傳研究復雜性；不同物種間的保守性與特異性缺乏系統比較。對這些問題的深入探索，將進一步完善植物信號轉導理論，并為作物抗病抗逆分子育種及農藝性狀精準調控提供重要靶點。

上海師范大學畢業生李高健博士（現為山東大學博士后）為論文第一作者，在讀碩士研究生彭渝淋、孫美紅副研究員參與工作，秦智教授和戴紹軍教授為共同通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金、上海植物種質資源工程技術研究中心項目的資助。

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101838