廣東
近日，中國農業大學園藝學院郭仰東、張娜團隊在《Nature Communications》期刊上發表題為“SlSLAH2 mediates malate exudation and contributes to aluminum tolerance”的研究成果。中國農業大學張娜副教授和郭仰東教授為該論文的共同通訊作者，中國農業大學已畢業博士生董丹慧為該論文第一作者。
研究團隊使用MicroTom材料進行鋁離子處理，通過轉錄組分析和時間梯度表達檢測發現，鋁處理顯著抑制ALMT家族基因表達，但蘋果酸外排仍然發生。進一步分析顯示，SLAC/SLAH家族成員SlSLAH2在鋁處理后表達急劇上調，且具有根尖組織特異性。亞細胞定位表明SlSLAH2定位于質膜。大腸桿菌回補實驗和非洲爪蟾卵母細胞電生理實驗證實SlSLAH2具有蘋果酸轉運活性。CRISPR/Cas9敲除突變體（Slslah2-cr）在鋁處理后蘋果酸外排量減少約40%，根尖鋁積累顯著增加，耐鋁能力明顯下降。上述結果表明SlSLAH2是此類番茄品種中鋁誘導蘋果酸外排的關鍵執行蛋白。
轉錄調控機制研究表明，SlSLAH2的表達不受經典鋁耐受轉錄因子SSTOP1調控，而由SlWRKY37直接激活。酵母單雜交、EMSA及雙熒光素酶報告基因實驗證實SlWRKY37通過結合W-box順式作用元件激活SlSLAH2轉錄。
作為陰離子通道蛋白，SlSLAH2的活化依賴磷酸化修飾解除其自抑制狀態。磷酸化質譜分析鑒定出Thr167（T167）為關鍵磷酸化位點，該位點在物種間高度保守。體外激酶實驗和遺傳學證據表明，鈣依賴性蛋白激酶SlCDPK21為SlSLAH2的上游激酶：SlCDPK21與SlSLAH2在質膜直接互作，磷酸化T167位點；Slcdpk21突變體表現出蘋果酸外排減少和鋁敏感表型。
通道活性的適時終止對維持細胞穩態至關重要。研究發現，2C型蛋白磷酸酶SlPP2C72負調控SlSLAH2活性：在正常條件下高表達，通過去磷酸化維持通道關閉狀態；鋁脅迫顯著下調SlPP2C72轉錄水平及酶活性。Slpp2c72突變體呈現增強的蘋果酸外排和耐鋁性。值得注意的是，SlCDPK21除直接磷酸化SlSLAH2外，還可磷酸化SlPP2C72并抑制其磷酸酶活性，形成對SlSLAH2磷酸化狀態的"雙重維持"機制。
該研究闡明了鋁脅迫下SlSLAH2介導蘋果酸外排的分子調控網絡：在轉錄層面，鋁離子誘導SlWRKY37表達，進而激活SlSLAH2轉錄；在翻譯后修飾層面，鋁觸發的鈣信號激活SlCDPK21，后者通過兩條途徑協同促進SlSLAH2活化——直接磷酸化通道蛋白，同時磷酸化并抑制負調控因子SlPP2C72。當鋁脅迫解除后，SlPP2C72表達和活性恢復，促使SlSLAH2去磷酸化，避免蘋果酸過度損耗。
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