收藏备用！8篇高分案例，速通赖氨酸酰化修饰在水稻中的鉴定与功能探索
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曾悦 2026-07-03 15:04
水稻作为全球半数以上人口的主食来源，其产量与抗逆性直接关系到粮食安全。其生长发育、抗逆抗病及产量形成机制一直是植物领域的研究热点。研究表明，赖氨酸酰化修饰在表观遗传调控、代谢重编程、信号转导中发挥核心作用，从抗病免疫到胁迫响应，从代谢调控到籽粒发育，不同类型的赖氨酸酰化修饰正以多样化的方式参与水稻的关键生物学过程。近年来业内围绕水稻酰化修饰产出了大量优质成果，今天我们整合多篇代表性文献，带大家逐一解锁各类酰化修饰在水稻中的功能与作用机理。植物免疫的快速激活依赖于染色质的表观重塑。安徽农业大学陈晓洋等团队在Molecular Plant上发表了题为“Histone H4K8hib modification promotes gene expression and regulates rice immunity”的成果。该研究发现H4K8hib是一个全新的激活型表观标记，在水稻抗病相关基因的启动子区显著富集，病原菌侵染后该修饰水平动态升高，直接促进防御基因的表达。此外，HDA705是调控H4K8hib的去修饰酶，直击介导水稻对病原体的抵抗力。为水稻抗病育种提供了新的表观遗传靶点。β-羟基丁酰化（Kbhb）是一种来源于酮体代谢的短链酰化修饰，近年来被发现参与哺乳动物代谢-表观对话。安徽农业大学陈晓洋等团队在Nature Communications上发表研究“Regulation of plant immunity through histone H3 β-hydroxybutyrylation-mediated transcriptional control”。首次报道了植物中全新的组蛋白翻译后修饰——H3K9bhb，且是一种激活型表观标记。该修饰通过调控免疫响应相关基因的表达影响水稻对多种病原菌的抗性，而组蛋白去酰基化酶HDA705通过调控H3K9bhb修饰参与调控水稻的抗病性。除免疫外，β-羟基丁酰化还在非生物胁迫中发挥重要作用。广西大学徐秋涛/张积森团队在Cell Discovery上发表了“Lysine β-hydroxybutyrylation as a drought-responsive epigenetic mark in rice”的研究。该研究首次系统绘制了水稻赖氨酸β-羟基丁酰化（Kbhb）修饰图谱，发现干旱胁迫下水稻整体的Kbhb水平显著升高，组蛋白脱酰基酶HDA710是其核心调控因子，通过调控Kbhb水平激活干旱响应基因的转录，进而提升水稻的干旱耐受性，为作物抗逆改良提供了新的表观遗传靶点。此外，安徽农业大学陈晓洋团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊上发表了题为“Kbhb Proteome Resource Reveals a Metabolic−Epigenetic Crosstalk Governing Rice Blast Resistance via OsACLA2 Activity Regulation”的最新成果。首次绘制了稻叶的β-羟基丁酰化修饰组学图谱，并发现ATP柠檬酸裂解酶OsACLA2的β-羟基丁酰化修饰可增强其酶活性，并增强水稻稻瘟病抗性。同时OsHDA705可特异性去除其上的β-羟基丁酰化修饰，挖掘出全新抗病靶点。RNA修饰与蛋白质修饰的交互调控是近年来的研究热点。华中农业大学赵毓和北京大学贾桂芳团队联合在Nature Plants上发表了题为“Regulation of m6A RNA reader protein OsECT3 activity by lysine acetylation in the cold stress response in rice”的研究。该研究揭示了对耐冷性必须的水稻m6A阅读蛋白OsECT3在低温胁迫下受到赖氨酸乙酰化的翻译后修饰调控，该修饰会降低其m6A结合活性。在冷胁迫下，冷诱导的组蛋白去乙酰化酶HDA705和低水平的ACLA2来源的乙酰辅酶A会减少OsECT3的乙酰化，从而导致OsECT3的m6A结合活性增强、冷响应相关mRNA积累以及水稻对冷胁迫的耐受性提高。丙二酰化修饰在水稻应对生物胁迫中的动态调控机制尚不明确。江苏农科院方继朝/纪锐等团队在Journal of Integrative Plant Biology期刊上联合发表了题为“Global profiling of lysine-malonylated proteins in rice elucidates the immune-regulatory mechanisms of malonylation under herbivore or viral stresses”的成果。研究系统鉴定了水稻叶鞘中的丙二酰化修饰图谱，发现害虫取食（褐飞虱等）或病毒（水稻条纹病毒等）感染均显著上调整体丙二酰化水平。利用CUT&Tag技术，研究者发现丙二酰化修饰富集于防御基因的启动子区，正向激活免疫反应。进一步筛选并证实去丙二酰化酶OsHDA711的敲除可显著增强水稻对虫害和病毒的抗性，为广谱抗性育种提供了新靶点。乳酰化是近年来在哺乳动物中发现的由乳酸驱动的酰化修饰，在植物中的分布和功能尚待深入。沈阳农业大学团队在Journal of Agricultural And Food Chemistry期刊上发表了题为“Comprehensive Analysis of Lysine Lactylation in Rice (Oryza sativa) Grains”的成果。首次报道了赖氨酸乳酰化修饰在水稻籽粒中的分布情况及对籽粒发育的潜在调控作用。鉴定到大量参与中心碳代谢及蛋白质生物合成等过程的乳酰化修饰蛋白。此外，研究发现除乳酰化修饰外，水稻籽粒上也存在其他酰化修饰（如琥珀酰化、丙二酰化、2-羟基异丁酰化等），暗示可能存在潜在的修饰串扰关系。为解析水稻籽粒发育的调控网络提供了新的视角。此外，尽管S-棕榈酰化发生在半胱氨酸而非赖氨酸上，但其作为一类重要的可逆脂酰化修饰，在水稻低温应答中展现独特功能。广西大学徐秋涛、张积森团队在Plant Communications上在线发表了题为“Landscape of Protein S-Palmitoylation and Its Role in Suppressing Cytosolic 7 Translation under Cold Stress in Rice”的研究。研究首次系统绘制了水稻蛋白质的S-棕榈酰化修饰图谱，发现冷胁迫下整体蛋白质棕榈酰化水平上升，尤其是核糖体蛋白。进一步研究发现冷胁迫通过增强核糖体蛋白棕榈酰化，选择性抑制高表达基因翻译、以减少能量消耗适应低温，相当于启动了耐寒的“节能模式”。综合以上，不同类型的赖氨酸酰化修饰分工协作，构成了水稻多层次的分子调控网络，在生物胁迫、非生物胁迫与生长发育进程中扮演着不可替代的角色。景杰生物深耕蛋白质组学与修饰组学领域多年，拥有完善的酰化修饰（乙酰化、乳酰化、β-羟基丁酰化、丙二酰化等）分析平台与技术体系，可为水稻等作物的基础研究与育种应用提供从样本制备、修饰富集到质谱检测、生物信息学分析的一站式解决方案。未来，我们期待与更多科研工作者携手，挖掘更多修饰组学的调控密码，共同推动水稻分子育种研究迈向新高度。景杰生物作为修饰组学领域的领跑者，拥有多种修饰抗体和修饰组学质谱检测服务。如果您想了解相关产品和服务的更多信息，请扫描下方二维码填写合作咨询表单、或咨询景杰生物销售工程师、或拨打科服热线400-100-1145。如有转载、投稿等其他合作需求，请在文章下方留言，或添加微信ptm-market咨询。1. Xu Q, et al. 2025. Histone H4K8hib modification promotes gene expression and regulates rice immunity. Mol Plant.2.Xu Q, et al. 2025. Regulation of plant immunity through histone H3 β-hydroxybutyrylation-mediated transcriptional control. Nat Commun. 3. Wei X, et al. 2026. Lysine β-hydroxybutyrylation as a drought-responsive epigenetic mark in rice. Cell Discov.4. Fang Y, et al. 2026. Kbhb Proteome Resource Reveals a Metabolic-Epigenetic Crosstalk Governing Rice Blast Resistance via OsACLA2 Activity Regulation. J Agric Food Chem. 5. Ma N, et al. 2025. Regulation of m6A RNA reader protein OsECT3 activity by lysine acetylation in the cold stress response in rice. Nat Plants.6. Li S, et al. 2025. Global profiling of lysine-malonylated proteins in rice elucidates the immune-regulatory mechanisms of malonylation under herbivore or viral stresses. J Integr Plant Biol. 7. Meng X, et al. 2021. Comprehensive Analysis of Lysine Lactylation in Rice (Oryza sativa) Grains. J Agric Food Chem. 8. Huang J, et al. 2026. Landscape of protein S-palmitoylation and its role in suppressing cytosolic translation under cold stress in rice. Plant Commun.
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