MAPK级联系统是真核生物细胞中保守的信号系统之一，在真核生物的生长发育及逆境胁迫响应中具重要作用。申请人多年来的研究工作主要集中于探讨植物MAPK级联系统的功能。主要发现了植物特定MAPK级联系统的激活是诱导植保素Camalexin合成、乙烯合成、盐胁迫响应及细胞程序化死亡的重要信号；发现了Camalexin合成的重要反应及催化反应的酶。研究结果分别发表于Plant Cell、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、J Biol Chem、Plant Physiol等国际主流学术期刊，受到国际同行的广泛关注。根据MAPK级联系统研究的最新进展和发展趋势，本项目拟在研究组前期工作基础上，利用生物化学、细胞生物学和遗传学相结合的手段，建立包括连接MAPK级联系统各组分的脚手架蛋白、完整的MAPK级联系统及下游磷酸化底物在内的调控Camalexin合成途径的信号网络。

MAPK级联系统是真核生物中高度保守的信号系统之一，包括三个顺序磷酸化激活的蛋白激酶MAP3K、MAPKK和MAPK及连接它们的脚手架蛋白，在真核生物的生长、发育及逆境胁迫响应中起重要作用。植物中有关MAP3K和脚手架蛋白的研究较缺乏。通过本项目的研究证明了：Raf22-MKK9-MPK3 /MPK6组成一个完整MAPK级联，该级联系统激活后参与调控植物的蔗糖代谢，筛选了这三个激酶可能的脚手架蛋白；MKK9-MPK3/MPK6通过磷酸化特定转录因子，诱导WRKY75表达促进磷的吸收，进而低磷下植株的生长，揭示了植物磷响应的信号系统；证明MAP3K1和MAP3K5是MKK9-MPK3 /MPK6诱导Camalexin合成时的上游MAP3K，完善了Camalexin合成调控时完整的MAPK级联系统;利用磷酸化组学的方法筛选到ATP合酶？亚基、Ftsz2、Phosphatase A-2A、CLC3、ATPHOS32、半胱氨酸合酶ACS1及转录因子TF1等MKK9-MPK3/MPK6的磷酸化底物，鉴定了TF可能的磷酸化位点；利用对MPK6结构的解析结果，制备了MPK6的不依赖于上游MKK的持续激活突变体，为在不依赖于上游MKK激活时揭示特定MAPK的生物学功能提供了可能，可应用于相关MAPK功能的研究