菜心天冬氨酸激酶基因BrAK3调控植株耐热性功能分析

Heat resistance analysis of the aspartate kinase gene BrAK3 in Chinese flowering cabbage

摘要

目的 基于高温胁迫处理后的菜心转录组数据，从中筛选并命名了一个可能与高温胁迫响应相关的候选基因，即天冬氨酸激酶基因BrAK3，对该基因编码蛋白的生物信息学进行了分析，探究其在耐热性调控中的功能，以期为菜心耐热分子育种提供理论依据与基因资源。 方法 采用全基因合成方法获得BrAK3全长序列，利用生物信息学工具分析其理化性质、信号肽、蛋白结构与顺式作用元件，利用MEGA 6.0构建系统发育树。以耐热的菜心自交系CX1-7和热敏的菜心自交系CX7-3为材料，构建BrAK3过表达植株和BrAK3沉默表达植株，采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术，分析高温（37 ℃）胁迫下BrAK3以及与高温胁迫相关基因（BrHsfA2、BrHsp90和BrMn-SOD）的表达模式以及相关生理指标的变化。 结果 BrAK3基因全长为681 bp，编码226个氨基酸，具有典型的天冬氨酸激酶保守结构域，蛋白二级结构以α-螺旋、无规则卷曲和延伸链结构为主，含有11个高温胁迫响应元件CAAT-box，与白菜、甘蓝型油菜、野生甘蓝和萝卜的同源性较高。转录表达分析结果显示，高温胁迫前，热敏材料CX7-3与耐热材料CX1-7的BrAK3基因表达水平均较低；高温胁迫6 h后，CX1-7中的BrAK3表达水平迅速上升，而CX7-3中的BrAK3无显著变化。随着高温胁迫处理时间的延长，CX1-7中的BrAK3表达水平持续上调，于12 h时达到峰值；而CX7-3始终维持较低水平。组织表达分析结果显示，与高温胁迫前相比，高温胁迫6 h后根和叶柄中的BrAK3表达量均无显著变化；CX1-7叶片中的BrAK3表达水平显著增加，CX7-3中的BrAK3表达水平仍处于低水平。高温胁迫下，BrAK3过表达植株中的BrHsfA2、BrHsp90和BrMn-SOD基因表达上调，植株表型变化不明显，叶绿素含量无显著变化，相对电导率降低，同时脯氨酸含量和SOD活性升高，耐热性增强；BrAK3沉默表达植株中的BrHsfA2、BrHsp90和BrMn-SOD表达均受到抑制，叶片颜色变浅且叶绿素含量下降，相对电导率升高，脯氨酸含量和SOD活性均降低，植株耐热性明显减弱。 结论 成功获得了菜心BrAK3基因，证实其表达受高温特异性诱导，并具有正向调控菜心耐热性的生物学功能。

Abstract

Objective Chinese flowering cabbage，a cold-preferring vegetable with low heat tolerance， faces significant production challenges during summer and autumn due to high temperatures.Based on the transcriptome data obtained from Chinese flowering cabbage under heat stress，we screened and named a candidate gene BrAK3 that may be related to heat stress response.This study aimed to analyze its physicochemical properties，protein structure，phylogenetic relationships，and expression patterns of the protein encoded by BrAK3，and further explore its function in heat tolerance regulation，in order to provide a theoretical basis and genetic resources for the molecular breeding of heat-tolerant Chinese flowering cabbages. Method The full-length sequence of BrAK3 was obtained by whole gene synthesis.Its physicochemical properties，signal peptides，protein structure，and cis acting elements were analyzed using bioinformatic tools such as ExPASy ProtParam， ProtScale，SignalP-5.0，SOPMA，Swiss Model，and PlantCARE.A phylogenetic tree was constructed using MEGA 6.0.Using a heat-tolerant inbred line （CX1-7） and a heat-sensitive inbred line （CX7-3） of Chinese flowering cabbage as materials，overexpression vector pBarleyGate 101-BrAK3 and gene silencing vector pK7GWIWG2 （Ⅰ）-BrAK3 were constructed.Real time fluorescence PCR （RT-qPCR） technology was used to analyze the expression patterns of BrAK3 and heat stress-related genes （BrHsfA2，BrHsp90，BrMn-SOD） under high-temperature stress （37 °C），and the changes in relevant physiological indices. Result The full-length squence of the BrAK3 gene was 681 bp，encoding 226 amino acids that contained a typical aspartate kinase conserved domain.The secondary structure of the BrAK3 potein was predominantly composed of alpha helices， irregular coils，and extended chain structures，and it contained eleven CAAT box heat stress response elements. Phylogenetic analysis showed that BrAK3 had the highest homology with Brassica rapa，Brassica napus，Brassica oleracea var.Oleracea and Raphanus sativus.Transcriptional expression analysis showed that before heat stress，the expression level of the BrAK3 gene were low in both the thermosensitive material CX7-3 and the heat-resistant material CX1-7.After 6 h of heat stress，the expression level of BrAK3 in CX1-7 rapidly increased， while there was no significant change in CX7-3.With prolonged stress，the BrAK3 expression in CX1-7 continued to rise，peaking at 12 h，whereas it remained consistently low in CX7-3.Tissue-specific expression analysis showed no significant changes in the expression level of BrAK3 in the root and petiole before and after 6 h of heat stress.The leaf expression of BrAK3 was significantly higher than that before stress，while in CX7-3， it remained at a low level.Functional analysis showed that the expression level of BrAK3 directly affected the heat tolerance of Chinese flowing cabbage.In the BrAK3-overexpressed plant，the expression of BrHsfA2， BrHsp90 and BrMn-SOD was upregulated.The phenotypic changes of the plants and chlorophyll content were not significant，the relative conductivity decreased，and the proline content and SOD activity increased.In contrast，in BrAK3-silenced plants，the expression of the BrHsfA2，BrHsp90 and BrMn-SOD genes was inhibited. The leaf color became lighter，the chlorophyll content decreased，the relative conductivity increased，the proline content and SOD activity decreased，and the plant’s heat tolerance was significantly weakened. Conclusion This study successfully identified the BrAK3 gene in Chinese flowering cabbage，confirming that its expression is specifically induced by high temperature and that it has a biological function of positively regulating the heat tolerance of Chinese flowering cabbage.

Graphical abstract

关键词

菜心 / BrAK3 / 耐热性 / 基因过表达 / 基因沉默表达

Key words

Chinese flowering cabbage / BrAK3 / heat resistance / gene overexpression / gene silencing expression

菜心（Brassica rapa ssp. chinensis var.Utilis）作为我国华南地区特色蔬菜，因其脆嫩口感和丰富营养而广受欢迎。菜心对高温天气极为敏感，当环境温度超过30 ℃时，植株会出现薹茎细弱、品质下降等热害症状^［1］，严重时可导致绝收，严重制约夏秋季节的菜心生产。近年来，随着菜心产业的发展和气候变化的影响，关于菜心热害及耐热性的研究日益受到学界和产业界的重视。在热害表现方面，系统观察了高温胁迫对菜心外部形态特征和主要经济性状的影响^［2-3］；在耐热性评价方面，初步建立了基于形态指标和生理生化指标的耐热性鉴定体系^［4-5］。这些研究为深入解析菜心耐热机制和开展耐热育种奠定了基础。当前菜心耐热育种面临的主要瓶颈在于种质资源遗传多样性不足，特别是缺乏优异的耐热亲本材料。传统杂交育种方法因受限于现有种质库的遗传背景狭窄，在耐热性状改良方面进展缓慢。在此背景下，采用基因编辑、分子标记辅助选择等现代生物技术手段，突破常规育种的局限性，实现菜心耐热性的精准改良，已成为育种研究的重要突破口和迫切需求。因此，解析菜心耐热调控机制，挖掘耐热基因，可为今后培育耐热菜心品种奠定基础。

在植物中，天冬氨酸经新陈代谢产生赖氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和异亮氨酸^［6］，这些氨基酸对于人类都非常重要。在天冬氨酸代谢途径中，首先以天冬氨酸为底物，在天冬氨酸激酶（aspartate kinase，AK）催化下形成β-天冬氨酰磷酸（β-aspartyl phosphate，ASA），随后在天冬氨酸半醛脱氢酶（aspartate-semialdehyde dehydrogenase，ASADH）催化下转变成β-天冬氨酸半醛（β-aspartic semialdehyde，ASD），从而进入合成赖氨酸等必需氨基酸的代谢途径^［7］。AK控制整条代谢途径的代谢通路，是天冬氨酸代谢中的第一个关键酶^［8］，通过调节AK活性可以改变植物体内必需氨基酸的含量^［9］。AK基因是多基因家族，在细菌中研究得比较清楚，在植物中研究较少，目前已在拟南芥中鉴定出3个AK基因家族成员，在玉米、大豆、棉花、红花等植物中也有分离AK基因的报道^［10-15］，而在菜心中尚未见相关研究。现有的研究表明，AK基因参与植物体的器官发育、非生物胁迫响应等过程^［16-17］。本研究从高温胁迫处理菜心转录组数据^［18］中筛选获得了一个差异表达基因，并将其命名为天冬氨酸激酶基因BrAK3，对该基因进行克隆及序列分析，并研究其表达模式与高温胁迫的关联性，以期为阐明菜心的耐热分子机制提供理论依据，并为耐热菜心新品种选育提供候选基因资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于海南省农业科学院蔬菜研究所蔬菜生物学重点实验室进行。供试菜心材料为苗期高温胁迫鉴定及田间自然高温鉴定均表现为耐热的自交系CX1-7和热敏的自交系CX7-3^［19］，由海南省农业科学院蔬菜研究所叶菜研究室提供。

1.2 试验方法

1.2.1 BrAK3基因克隆及生物信息学分析

基于菜心高温胁迫转录组数据库^［18］，筛选目标基因片段，并将其命名为BrAK3，委托武汉天一辉远生物科技有限公司进行全基因合成，获得该基因的全长序列。利用ORF Finder在线工具（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/）预测其氨基酸序列。采用ExPASy服务器中的ProtParam（https：//web.expasy.org/protparam/）分析编码蛋白的基本理化性质，通过ProtScale（https：//web.expasy.org/protscale/）评估其亲/疏水性。使用SignalP-5.0（https：//services.healthtech.dtu.dk/service.php SignalP-5.0）预测蛋白质信号肽。通过NCBI-CDS（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）进行蛋白质保守结构域分析。采用SOPMA在线软件（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.plpage=npsa_sopma.html）预测蛋白质二级结构，并基于Swiss-Model在线平台（https：//swissmodel.expasy.org/）进行同源建模，获得其三级结构模型。将所得氨基酸序列在NCBI蛋白质数据库中进行Blastp同源比对，选取同源性高且注释明确的序列，利用MEGA 6.0软件，采用邻接法构建系统进化树，设置Bootstrap重复抽样次数为1 000次以评估树形可靠性。利用PlantCARE在线工具（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）进行顺式作用元件分析。

1.2.2 高温胁迫试验

采用32孔穴盘育苗的方式，将供试的菜心材料于自然条件下培养至3片或4片叶后，转入光照培养箱中预培养（光12 h（25 ℃）/暗12 h （18 ℃），光照80%，相对湿度70%）3 d。高温胁迫处理在光照培养箱中进行，高温处理温度为37 ℃，设置两组试验，其中第一组试验为：将耐热自交系CX1-7和热敏自交系CX7-3于高温条件下分别处理0，0.5，1，3，6，12，24和48 h，分别取第3片和第4片叶，分析高温胁迫处理不同时间下菜心BrAK3基因表达水平的变化；第二组试验为：将耐热自交系CX1-7和热敏自交系CX7-3于高温条件下处理0和6 h，分别取菜心的根、叶柄和叶片，分析高温胁迫处理下BrAK3基因在菜心不同组织中表达水平的变化。所有处理均设3次重复，取样完成后立即用液氮冷冻，并置于-80 ℃冰箱保存备用。

1.2.3 BrAK3基因过表达和沉默表达体系的构建

利用同源重组方法，分别将BrAK3基因的CDS全长序列替代pEarleyGate 101质粒、CDS非保守区段90 bp（CDS 592~681 bp）替代pK7GWIWG2（Ⅰ）质粒35S启动子后attR1和attR2之间的ccdB基因，得到BrAK3基因过表达载体pEarleyGate 101-BrAK3和沉默表达载体pK7GWIWG2（Ⅰ）-BrAK3。将以上两个载体分别转化农杆菌GV3101，然后在对应抗性的培养基上倒置培养48 h，分别挑取阳性菌落进行扩大培养。经摇菌、离心、重悬菌体后，加入终浓度为200 mol/L的乙酰丁香酮，室温静置3 h。用注射器吸取等量静置过后的菌液，注射至菜心叶片背面的主叶脉，于22 ℃黑暗培养12 h后进行正常光照培养，获得BrAK3过表达植株和BrAK3沉默表达植株。其中过表达体系构建所用试验材料为CX7-3，沉默体系构建所用试验材料为CX1-7。将获得的BrAK3过表达植株和BrAK3沉默表达植株及其空白对照植株分别于37 ℃高温处理0和6 h，拍照记录处理前后植株表型的变化，并收集菜心幼苗叶片，液氮速冻后于-80 ℃保存备用。

1.2.4 基因表达分析及生理生化指标测定

对1.2.2和1.2.3节获得的植株样品，设计引物（表1）进行BrAK3以及与高温胁迫相关基因（BrHsfA2、BrHsp90和BrMn-SOD）表达水平的检测。使用TRIzol试剂（Invitrogen）提取样品总RNA，并合成cDNA。以稀释3倍后的cDNA为模板进行RT-qPCR分析。PCR反应体系为：2×SYBR Premix Ex Taq^TM 5 µL，正向引物（10 µmol/L）0.5 µL，反向引物（10 µmol/L）0.5 µL，稀释后cDNA 4 µL，灭菌蒸馏水10 µL。PCR扩增程序为：95 ℃ 30 s；95 ℃ 5 s，60 ℃ 20 s，72 ℃ 20 s，共40个循环。以BrCKⅠ^［20］作为内参基因，每个样品设置3次重复，采用2^－ΔΔCt 法计算基因相对表达量。

采用SPAD法测定叶绿素含量，用电导仪法测定相对电导率，用茚三酮比色法测定脯氨酸（Pro）含量，用氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性。

1.3 数据统计及分析

采用SPSS 22.0软件进行所有数据的统计分析，采用Duncan’s多重比较法对单因素试验数据进行差异显著性检验，使用Excel 2007软件进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 菜心BrAK3基因的克隆

基于前期菜心转录组数据中的c34240.graph_c3基因片段，采用全基因合成方法获得其完整开放阅读框全长为681 bp，编码一个由226个氨基酸组成的蛋白序列，包含起始密码子ATG与终止密码子TGA（图1）。通过拟南芥基因组数据库进行同源比对，发现该基因与拟南芥天冬氨酸激酶基因AtAK3相似度最高，结合转录组注释信息，将其命名为菜心天冬氨酸激酶基因BrAK3。

2.2 菜心BrAK3蛋白理化性质分析

ProtParam分析结果显示，BrAK3蛋白分子式为C₁₀₉₄H₁₈₁₀N₃₀₈O₃₃₃S₁₀，原子总数为3 555，分子量为24.93 ku，理论等电点（pI）为9.05，为不稳定亲水性蛋白（图2-A）。结构预测显示，BrAK3不存在信号肽切割位点（图2-B），属于天冬氨酸激酶家族，且含有一个典型的天冬氨酸激酶保守结构域（图2-C），其二级结构由31.86%的α-螺旋、36.28%的无规则卷曲、24.34%的延伸链和7.52%的β-转角构成（图2-D）。基于同源建模获得的三级结构模型与二级结构预测结果高度一致（图2-E）。

2.3 菜心BrAK3基因系统进化分析

Blastp同源性检索发现，BrAK3与22种植物的AK3蛋白相似性较高，这些植物分别为白菜、甘蓝型油菜、萝卜、野生甘蓝、瑞典拟南芥、亚麻芥、堪察加拟南芥、盐芥、拟南芥、荠菜、柳橙、薄壳山核桃、菜蓟、簸箕柳、可可、胡桃、向日葵、核桃、西班牙栓皮栎、茶树、大麻、大叶栎。系统进化分析结果（图3）显示，BrAK3和白菜、甘蓝型油菜、野生甘蓝、萝卜等十字花科作物处于同一分支，说明其亲缘关系较近。

2.4 菜心BrAK3基因顺式作用元件分析

对BrAK3基因的顺式作用元件进行分析，结果（图4）发现，其包含11个高温胁迫响应元件CAAT-box，同时含有光响应元件Box4、G-box、GATA-motif、GT1-motif和TCT-motif各1个、1个厌氧诱导响应元件ARE、1个醇溶蛋白代谢调控元件O₂-site及1个水杨酸响应元件TCA-element。该结果表明，BrAK3可能参与菜心对高温、光照、厌氧胁迫及水杨酸信号等多种生物学过程的响应与调控。

2.5 高温胁迫下菜心BrAK3基因的表达分析

从菜心高温胁迫转录组数据库中提取了BrAK3基因在高温胁迫前后的FPKM值，结果（图5-A）显示，在高温胁迫前（0 h），菜心BrAK3基因在热敏自交系CX7-3和耐热自交系CX1-7中的转录表达均处于较低水平。在高温胁迫6 h后，BrAK3基因在CX1-7中的转录表达水平迅速上升，是高温胁迫前的15.58倍；而在CX7-3中的转录表达水平仅增加为高温胁迫前的2.30倍；此时，BrAK3基因在CX1-7中的表达量是其在CX7-3中表达量的222.02倍。RT-qPCR分析结果（图5-B）显示，随着高温胁迫处理时间的延长，耐热自交系CX1-7中BrAK3的表达量持续上调，并在12 h时达到峰值；而热敏自交系CX7-3中BrAK3的表达量始终维持在低水平，且无明显变化。组织特异性分析结果（图5-C）表明，BrAK3基因在不同组织的表达量存在差异，高温胁迫主要诱导BrAK3在CX1-7叶片中特异性高表达，而在两个自交系的根和叶柄中均未观察到BrAK3表达量的显著变化。上述结果说明，BrAK3受高温胁迫特异性诱导，且在耐热自交系中响应迅速而强烈，提示其可能是菜心高温胁迫响应的调控基因。

2.6 菜心BrAK3基因过表达体系构建及耐热性分析

菜心BrAK3基因过表达体系构建及耐热性分析见图6~7和表2。BrAK3基因过表达阳性植株鉴定结果如图6-A所示。

图6-A显示，高温胁迫6 h后，过表达植株中BrAK3表达水平显著高于对照，说明BrAK3基因过表达体系构建成功。由图6-B可知，高温胁迫6 h以后，过表达植株中多个耐热相关基因的表达被激活，包括热激转录因子基因BrHsfA2、分子伴侣基因BrHsp90以及活性氧清除酶基因BrMn-SOD，其表达量均显著高于对照。在高温胁迫6 h后，对照植株出现叶片褪绿等明显热害表型，而过表达植株表型保持相对正常（图7）。表2显示，过表达植株的叶绿素含量在高温胁迫前后未发生显著变化；与对照相比，过表达植株在高温胁迫6 h以后具有更低的相对电导率，同时伴随更高的Pro含量和SOD活性。

2.7 菜心BrAK3基因沉默表达体系构建及耐热性分析

为进一步验证BrAK3的功能，成功构建了BrAK3基因沉默表达体系，RT-qPCR分析结果显示，高温胁迫6 h后，基因沉默表达植株中BrAK3的表达量显著低于对照（图8-A）；与对照植株相比，耐热标记基因BrHsfA2、BrHsp90和活性氧清除酶基因BrMn-SOD的表达均受到抑制（图8-B~D）。

图9显示，在高温胁迫6 h后，基因沉默表达植株表现出明显的热敏感表型，表现为叶片褪绿、叶绿素含量下降，细胞膜损伤加剧，相对电导率升高；抗氧化防御能力减弱，Pro含量和SOD活性均下降。这些结果共同表明，抑制BrAK3表达会削弱菜心的热胁迫应答能力，从而降低其耐热性。

3 讨论与结论

本研究成功地从高温胁迫处理菜心转录数据库中获得了一个天冬氨酸激酶基因BrAK3，生物信息学分析表明，该基因编码的蛋白具有典型的天冬氨酸激酶结构域，属于亲水性蛋白，且不含信号肽，这暗示它可能主要在细胞内发挥功能，而非分泌到细胞外。系统进化分析显示，BrAK3与白菜中的同源蛋白亲缘关系最近，这与其同属于十字花科的分类地位相符，也表明该基因在进化上较为保守。

BrAK3的表达模式揭示了其与基因型依赖性耐热性的紧密关联。本研究发现，BrAK3的表达并非简单地由高温诱导，而是在耐热自交系与热敏自交系中呈现出截然不同的调控模式。在常温下，两个自交系中BrAK3的基础表达量均很低，表明该基因并非组成型表达。然而高温胁迫下，BrAK3在耐热自交系CX1-7中的表达被迅速且持续地诱导，并在12 h时达到峰值；相反，在热敏自交系CX7-3中，BrAK3表达始终处于较低水平。这表明，BrAK3的表达上调与菜心的耐热性呈正相关。BrAK3基因启动子区含有11个高温胁迫响应元件CAAT-box，而CAAT-box作用元件是一种广泛存在于植物基因的保守序列，在植物逆境响应中发挥着重要的作用^［21］，这可能为BrAK3能够响应热胁迫奠定了基础，解释了其在耐热材料中能被特异性激活的原因。进一步的分析发现，BrAK3基因具有组织表达特异性，其主要在叶片中表达，而在根和叶柄中表达水平较低，表明其主要在叶片中行使功能。

在一些植物中可通过基因工程手段提高耐热型AK同工酶的表达水平，增强了转基因植物的耐热性。如有研究者将一个反馈不敏感的天冬氨酸激酶基因导入烟草，转基因植株耐热性增强，脯氨酸含量更高，细胞膜膜损伤更低^［22］。改变AK活性不仅改变了植株氨基酸谱，还通过代谢重编程影响植株整体的生长和胁迫响应，其中包括耐热性^［23］。高温胁迫会扰乱植物细胞的活性氧动态平衡，诱发氧化胁迫并导致细胞损伤。在这一过程中，植物体内会迅速积累热休克蛋白（heat shock protein，HSP），这些蛋白通过修复因氧化而失活的蛋白质的结构与功能，并协同增强抗氧化系统的效能，在植物耐热性形成中发挥着核心作用^［24］。本研究中，BrAK3过表达菜心植株的细胞膜热稳定性更好，氧化损伤程度减轻，相对电导率降低，同时伴随着Pro含量和SOD活性升高，BrMn‐SOD表达上调，植株清除活性氧（ROS）的能力增强，有效缓解了高温引起的氧化胁迫。转录因子HsfA2是启动下游保护基因（包括Hsp基因）表达的核心调控因子，正常情况下，Hsp90通过与HsfA2相互作用，使其处于钝化的单体状态，抑制其转录活性。一旦遭遇热激，细胞内的蛋白质稳态面临挑战，这种相互作用被打破，使HsfA2得以激活，进而诱导热激蛋白的合成与积累，以增强植物的耐热性^［25］。本研究中，高温胁迫下，BrAK3被过表达后，BrHsp90和BrHsfA2表达水平显著高于对照植株，说明过表达BrAK3导致BrHsfA2的活性被激活，同时Hsp90的合成受到影响，提高了细胞内活性氧清除效率，伤害程度减轻，证实了BrAK3在菜心耐热性方面起着正向调控作用，叶片表型正常，则是其整体耐热性提升的最终体现。反之，BrAK3基因沉默植株的表现则从反面印证了其功能。BrAK3基因沉默表达植株在高温胁迫后，不仅上述耐热相关基因的表达受到抑制，更出现了叶色变浅、叶绿素含量下降、相对电导率升高以及Pro含量与SOD活性降低等一系列典型的热敏感表型。这充分证明，BrAK3基因的正常表达是菜心维持基础耐热性所必需的，当该基因功能被削弱时，植株的抗氧化系统和热激响应通路均无法有效启动，导致其更易遭受热损伤。

综上所述，BrAK3是一个在菜心响应高温胁迫中发挥正向调控作用的基因，其可能位于高温信号通路的上游，通过调控BrHsfA2等核心转录因子，进而影响下游热休克蛋白和抗氧化酶基因的表达，最终通过增强细胞的氧化胁迫耐受性和蛋白质稳态来提升植物的整体耐热性。然而，BrAK3蛋白本身是如何感知热信号的，其激酶活性是否通过磷酸化特定底物来传递信号，以及其与已知热信号通路（如HsfA1等）之间的具体互作关系，仍有待进一步研究。未来的工作将聚焦于解析BrAK3的具体生化功能及其在热信号网络中的精确位置，这为利用分子育种手段改良菜心及其他十字花科作物的耐热性提供了重要的基因资源和理论依据。

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基金资助

海南省科技专项-省属科研院所技术创新科研项目(SQKY2022-0011)

海南省重点研发项目(ZDYF2024XDNY242)

海南省重点研发项目(ZDYF2024KJTPY051)

海南省农业科学院院本级科研项目(HAAS2025KJCX11)

海南省农业科学院院本级科研项目(HAAS2024SJTCSCS22)

国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-23-G55)