来自 科技前沿 2019-09-23 15:32 的文章
当前位置: 皇冠官网地址 > 科技前沿 > 正文

遗传发育所等揭示生长素信号转导机制,遗传发

生长素是一类重要的植物激素,参与调控植物生长发育的众多过程。生长素受体TIR1为E3泛素连接酶。生长素通过介导其受体TIR1与转录抑制子Aux/IAA蛋白直接互作,促使后者降解,将下游的转录因子去抑制化,从而激活生长素信号通路。目前发现的所有aux/iaa 功能获得性突变主要发生在该类蛋白高度保守的Domain II,导致Aux/IAAs抑制子蛋白异常积累,呈现对生长素不敏感的表型。目前对调控TIR1与Aux/IAA互作的分子机制知之甚少。 中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室左建儒研究组与李家洋研究组、中国水稻所钱前研究组、中科院生物物理研究所刘雪辉、北京大学教授夏斌等通过合作研究,发现水稻亲环素蛋白(cyclophilin) LATERAL ROOTLESS2 具有肽酰脯氨酰顺-反异构酶的活性,通过催化水稻OsIAA11蛋白Domain II肽酰脯氨酰的顺-反异构化而调控OsIAA11蛋白与受体OsTIR1的互作,从而直接调控OsIAA11抑制子蛋白的降解。lrt2 突变抑制OsIAA11和OsTIR1之间的互作,导致OsIAA11蛋白异常积累,从而阻遏生长素信号通路的激活以及包括侧根缺失等严重的生长发育缺陷。通过RNA干涉的方法下调OsIAA11基因的表达能够部分恢复lrt2 突变体侧根缺失的表型。综上所述,该项研究发现水稻LRT2通过催化OsAux/IAA蛋白的肽酰脯氨酰顺-反异构化调控其降解,从而揭示了生长素信号转导一种新的调控机制。 该项研究结果于6月22日在线发表于Nature Communications。左建儒研究组的博士研究生景宏伟和杨晓璐为该论文的共同第一作者。该项研究得到国家自然科学基金、科技部和植物基因组学国家重点实验室的资助。 文章链接图片 1遗传发育所等揭示生长素信号转导机制

中国科学院遗传与发育生物学研究所张劲松研究组和陈受宜研究组通过筛选水稻乙烯不敏感突变体,鉴定到了一个位于TIR1/AFB2下游特异调控根部乙烯反应的新因子MHZ2/SOR1,并解析了SOR1参与生长素介导乙烯反应的信号转导机制。研究发现,SOR1是一个植物特有的E3泛素连接酶,可以与OsIAA26蛋白相互作用并调控其泛素化降解。另外,SOR1也可以与OsIAA9蛋白相互作用,但是不能泛素化OsIAA9蛋白,反过来,OsIAA9蛋白却可以抑制SOR1的E3泛素连接酶活性。与OsIAA9不同,OsIAA26是一个非典型的Aux/IAA蛋白,不能与TIR1/AFB2结合。在没有乙烯或者生长素的情况下,OsIAA9通过结合SOR1抑制其E3连接酶活性,从而间接稳定了OsIAA26蛋白;在有乙烯或者生长素的情况下,TIR1/AFB2结合OsIAA9将其降解,从而将SOR1释放出来调控OsIAA26蛋白的降解。

图片 2

植物激素生长素和乙烯协同调控植物根的生长。乙烯促进了生长素的合成与运输,生长素受体TIR1/AFB2感受到生长素后,结合并泛素化转录抑制子Aux/IAA蛋白,使其通过26S蛋白酶体途径降解,从而将转录因子ARF释放出来调控下游基因的表达。目前介导乙烯反应的生长素信号过程并不清楚。

这一新颖的研究成果揭示了SOR1-OsIAA26信号模块位于TIR1/AFB2-auxin-OsIAA9信号下游,特异地调控了水稻根部的乙烯反应。该研究结果于4月10日在线发表于《美国国家科学院院刊》杂志(DOI:10.1073/pnas.1719387115)。研究组毕业生陈辉、副研究员马彪和博士生周扬为论文的共同第一作者。谢旗研究组也参与了这项研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国科技部“973”项目和植物基因组学国家重点实验室的资助。

本文由皇冠官网地址发布于科技前沿,转载请注明出处:遗传发育所等揭示生长素信号转导机制,遗传发

关键词: