干旱、寒冷和盐碱等环境胁迫会导致植物细胞水分流动性降低，造成渗透胁迫，抑制植物生长发育，并造成作物减产。目前对于植物如何识别这些不良环境，感受细胞内的水分变化并不清楚。很多年来已经知道，渗透胁迫会迅速诱导细胞内钙浓度的升高。王鹏程教授研究团队近年来发现渗透胁迫也可以在数秒内迅速激活Raf蛋白激酶，通过磷酸化SnRK2蛋白激酶起始植物对于渗透胁迫的响应。但钙离子信号与RAF-SnRK2激酶级联途径之间的关系尚不清楚。

近日，南方科技大学前沿生物技术研究院王鹏程、朱健康、郎曌博教授团队合作与中央研究院植物与微生物研究所许全智研究员合作，在蛋白组学领域重要期刊《Molecular & Cellular Proteomics》杂志上发表了题为“DIA-based phosphoproteomics identifies early phosphorylation events in response to EGTA and mannitol in Arabidopsis”的研究论文，利用DIA磷酸化蛋白质组学方法研究了拟南芥渗透胁迫及EGTA处理诱导的早期磷酸化事件，探讨钙信号在植物渗透胁迫快速应答中的作用。

研究团队用多种Ca²⁺离子通道的激活剂或抑制剂对拟南芥幼苗进行预处理，检测了不同于处理条件下甘露醇诱导的RAF激酶的活性和磷酸化。结果显示钙离子螯合剂EGTA的处理与甘露醇处理类似，可以迅速特异地诱导RAF及SnRK2的磷酸化。

研究团队进一步利用DIA磷酸蛋白质组学技术检测EGTA和甘露醇诱导的蛋白磷酸化变化，从渗透胁迫及EGTA处理样品中鉴定到21,209个磷酸化肽段。其中10,095个肽段的磷酸化水平发生显著增加，964个肽段磷酸化发生减少。磷酸化蛋白组学结果显示，除RAF和SnRK2的磷酸化显著增加外，EGTA处理还可以诱导MAPK蛋白激酶、钙依赖性蛋白激酶（CDPKs）以及类受体蛋白激酶等的磷酸化的快速增加。EGTA对蛋白磷酸化的诱导较甘露醇处理更为普遍和显著。

上述结果显示单独增加细胞内Ca²⁺，或激活钙离子通道并不能激活RAF-SnRK2级联途径。但EGTA可以螯合胞外的钙离子，导致细胞壁和细胞膜结构的变化，诱导RAF和SnRK2的激活。提示渗透胁迫过程中存在类似的细胞壁和细胞膜变化。这一研究为深入理解植物应答渗透胁迫的分子机制提供了线索。同时也为鉴定RAF-SnRK2级联途径的上游信号过程提供参考。

研究团队还建立了交互式拟南芥激酶网站AtKinMap（https://little-ant.shinyapps.io/ath_kinases/#kinmap），用户通过简单操作即可直观显示特定激酶的分类关系以及磷酸化变化。

王鹏程教授和许全智研究员是这一研究论文的共同通讯作者，王鹏程团队博士后桑田为论文第一作者，王鹏程教授团队蔺祯博士、郎曌博教授团队马宇博士、普渡大学陶纬国教授等也参与了这一工作。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFA1300402）等的资助。