Plant Cell | 茉莉酸調控葉片衰老的新機制

2021-01-11 網易

2020-03-19 09:45:01 來源: BioArt植物

舉報

  The Plant Cell in a Nutshell: A Feedforward Transcriptional Loop in Leaf Senescence

  文:Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba and Shuichi Yanagisawa

  譯:Yingqi Cai, TPC Assistant Features Editor

  Zhuo et al. 在The Plant Cell在線發表了題為A Jasmonate-activated MYC2-Dof2.1-MYC2 Transcriptional Loop Promotes Leaf Senescence in Arabidopsis的研究論文,揭示了一個由茉莉酸類化合物激活的MYC2-Dof2.1-MYC2轉錄環路在促進擬南芥葉片衰老中的重要作用。

  

  研究背景:Dof (DNA-binding with one finger)蛋白是植物特異的與多種生理過程相關的轉錄因子,但目前還沒有發現Dof蛋白與茉莉酸類化合物(JA)響應相關。JA及其衍生物是脂質衍生的植物激素,其在包括葉片衰老,根伸長抑制,以及創傷與病原體反應在內的多種植物生理過程中發揮重要作用。在擬南芥中,bHLH轉錄因子MYC2是JA響應途徑中的核心調控因子。以往大量研究表明MYC2的翻譯後調控在JA信號轉導與響應機制中處於核心位置。在JA缺失的情況下,JASMONATE-ZIM-DOMAIN (JAZ)蛋白與MYC2,TOPLESS(TPL)轉錄共抑制因子,NOVEL INTERACTOR OF JAZ (NINJA)接頭蛋白形成複合體,使MYC2失活。在JA存在的情況下,JAZ蛋白與SCF E3泛素連接酶複合體中的一個F-box蛋白CORONATINE INSENSITIVE 1(COI1)相互作用,使JAZ蛋白被26S蛋白酶體降解,從而將MYC2從JAZ複合體中釋放出來。

  核心問題:JA 能夠顯著誘導MYC2基因表達。因此,MYC2的誘導表達可能與JA響應相關。但是該誘導的生物學意義與分子機制還並不清楚。

  研究發現:一個JA誘導基因Dof2.1的缺失能夠延緩與JA相關的葉片衰老與根生長抑制,反之,過表達Dof2.1則能夠促進這些過程,這意味著Dof2.1在JA誘導的葉片衰老中起到增強子的作用。進一步研究表明Dof2.1通過直接激活MYC2基因啟動子而增強JA誘導的葉片衰老。同時,MYC2又能夠作為轉錄激活子促進JA誘導的Dof2.1基因表達。因此,Dof2.1通過MYC2-Dof2.1-MYC2前饋轉錄環在JA誘導的葉片衰老中起到增強子的作用。這一發現將一個Dof蛋白與JA響應聯繫在一起。

  前景展望:儘管我們在本研究中揭示了Dof2.1直接促進MYC2基因表達,但其它由Dof2.1直接調控的基因還有待鑑定。因此,鑑定其它Dof2.1直接靶基因有助於我們進一步了解Dof2.1在抗逆反應中的作用。

  https://doi.org/10.1105/tpc.19.00297

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