乐山师范学院禹小波博士受邀撰写植物天冬氨酸蛋白酶的生物学功能综述-乐山师范学院生命科学学院

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乐山师范学院禹小波博士受邀撰写植物天冬氨酸蛋白酶的生物学功能综述

作者：禹小波点击：次发布时间：2025-04-07 10:06:42

天冬氨酸蛋白酶（Aspartic proteases, APs）是一类广泛存在于植物界的关键功能蛋白，在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。尽管已有研究揭示了APs在部分物种中的基础功能特性，但其亚细胞定位机制、多维度功能网络及物种特异性调控模式仍存在诸多未知。2025年4月4日，乐山师范学院禹小波博士受邀在植物学权威期刊Journal of Experimental Botany（JXB）（IF+5.6，中科院2区，Top期刊）上在线发表了题为“The multifaceted roles of plant aspartic proteases”的综述论文。本综述系统解析了植物APs的分子分类特征、生化活性调控规律及亚细胞定位机制研究进展，并深入探讨了APs在植物营养/生殖发育、非生物/生物胁迫响应中的多维功能作用，为全面认知植物天冬氨酸蛋白酶的分子机制提供了重要见解。

该综述首先重新定义了植物天冬氨酸蛋白酶的新分类，并根据被子植物10个重要物种1200个AP基因构建了天冬氨酸蛋白的四个亚群（Group I-IV），提出了活性位点不包含天冬氨酸的新型亚类group IV，对于完善植物天冬氨酸蛋白酶A1家族的概念具有重要的理论意义（图1)。

图1.植物天冬氨酸蛋白酶的新分类

进一步，该综述系统的总结了植物天冬氨酸蛋白酶成员的亚细胞定位，表明植物天冬氨酸蛋白酶广泛分布在内质网、液泡、叶绿体、细胞膜和胞外等（图2），因此植物天冬氨酸蛋白酶具有多样化的生物学功能。

图2.植物天冬氨酸蛋白酶的亚细胞定位

接下来，该综述系统性的介绍了植物天冬氨酸蛋白酶在植物营养生长过程中的生物学功能，具有包括在根发育、叶子发育及光合作用过程茎发育等的生物学功能及分子机制（图3）。

图3.植物天冬氨酸蛋白酶在营养生长中的生物学功能

除了在营养生长过程中发挥重要作用，植物天冬氨酸蛋白酶在生殖过程中同样重要。该综述也系统性总结了植物天冬氨酸蛋白酶在雌雄配子体发生，花粉管生长和导向，受精及胚胎发生中的生物学功能（图4）。

图4.植物天冬氨酸蛋白酶在生殖生长中的生物学功能

植物天冬氨酸蛋白酶在植物抗病过程中也发挥着重要功能。该综述主要系统性总结了植物天冬氨酸蛋白酶在模式植物拟南芥和重要经济植物大豆中的抗病研究进展（图5），为进一步研究植物天冬氨酸蛋白酶在抗病中的功能提供了重要的指导方向。

图5.植物天冬氨酸蛋白酶在抗病过程中的生物学功能

生命科学学院高层次人才禹小波博士为论文第一作者和唯一通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金项目（32200278）的资助。

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