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植物胞浆碱性/中性转化酶（cytosolic alkaline/neutral invertase，CINV）在植物生长发育及作物经济产量形成中发挥着重要作用。然而，自60多年前被发现以来，人们一直不清楚这类酶为何通常在植物体内维持较低活性。这一关键问题也制约了CINV在作物遗传改良中的应用。

2026年8月25日，产胶生物学团队在国际植物学顶级期刊《Nature Plants》在线发表题为“A conserved hexapeptide switch controls autoinhibition of plant cytosolic invertases”的研究论文。研究揭示，陆生植物CINV家族普遍严格的自抑制特性，其活性由一个保守六肽分子开关精密调控。这一发现为理解植物CINV的活性调控机制提供了新视角，也为面向作物高产的分子设计育种提供了潜在靶点。

以橡胶树HbNIN2为切入点，揭示CINV自抑制机制

研究团队以橡胶树胶乳转化酶HbNIN2为切入点。作为CINV家族成员，HbNIN2的活性与天然橡胶产量形成密切相关。

研究发现，HbNIN2并非缺乏催化活性，而是在自身N端和C端区域的协同作用下维持自抑制状态。进一步分析表明，这一机制并非HbNIN2所独有，而是在陆生植物CINV家族中高度保守（图1A）。

保守六肽分子开关调控CINV的“自抑制”与“激活”

研究团队进一步在HbNIN2的C端鉴定出保守六肽基序“KRSXSW”。该基序的第二个丝氨酸残基经CPK4/33磷酸化后，HbNIN2可招募14-3-3调控蛋白，从而部分解除自抑制并提高酶活性。

研究还发现，CINV的激活程度与天然橡胶产量呈极显著正相关。由六肽基序磷酸化与14-3-3蛋白结合共同介导的这一调控机制，在陆生植物CINV中高度保守（图1B）。

这一六肽基序具有双重调控功能：一方面，它如同内置“制动器”，抑制CINV活性；另一方面，磷酸化后的基序可招募14-3-3蛋白，转变为促进酶活化的“加速器”。因此，这段短肽构成了可在抑制与激活状态之间切换的分子开关。

改写六肽开关，增强酶活性并促进植物生长

进化分析显示，该六肽基序在陆生植物演化过程中由“TRSXpSW”逐步演变为“[K/R]RSXpSW”。其中，X表示任意氨基酸，pS表示磷酸化丝氨酸。与祖先型基序相比，演化后的基序具有更强的自抑制作用和14-3-3蛋白结合能力。

为验证这一分子开关的调控潜力，研究团队将拟南芥CINV1中的“KRSXSW”基序替换为祖先型“TRSXSW”。改造后，CINV1的自抑制得到部分解除，酶活性提高，植株生长也明显加快（图1C）。

图1. 保守六肽开关精细调控陆生植物CINV的酶活性

A，CINV家族中保守的自抑制机制；B，六肽基序磷酸化介导14-3-3蛋白结合与CINV活化；C，祖先型六肽替换提高拟南芥CINV活性并促进植株生长。

综上，该研究鉴定出调控陆生植物CINV活性的保守六肽开关，并阐明了该开关介导酶活性自抑制、磷酸化调控及14-3-3蛋白识别的分子机制。定向改造这一分子开关，有望实现对CINV活性的精细调控，为橡胶树及其他作物的精准遗传改良提供候选靶点和理论依据。

海南大学热带作物生物育种全国重点实验室、三亚南繁研究院和热带农林金沙为论文第一完成单位。海南大学产胶生物学团队在站博士后范玉洁与博士研究生莫春演为共同第一作者；海南大学唐朝荣研究员、王将副研究员，广西大学明振华教授以及兰州大学刘建全教授为共同通讯作者。

本研究获得国家自然科学基金、海南省科技人才创新项目、海南大学一流学科突破计划和国家重点研发计划专项资金的联合资助。

论文链接：//www.nature.com/articles/s41477-026-02383-9

值得关注的是，植物科学领域资深学者Christine H. Foyer教授专门为本研究撰写了题为“A paradigm shift in the regulation of plant invertases”的新闻与观点文章，同日刊发于《Nature Plants》，对本研究工作的科学意义和潜在应用予以充分肯定。论文链接：//www.nature.com/articles/s41477-026-02397-3