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分子植物卓越中心發(fā)現玉米胚乳灌漿起始期A(yíng)BA信號誘導的磷酸化機制

來(lái)源:鄭州天順食品添加劑有限公司 發(fā)布時(shí)間:2022-02-18 11:54:26 關(guān)注: 0 次
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  2月14日,The Plant Cell在線(xiàn)發(fā)布了中科院分子結構綠色植物科學(xué)合理非凡創(chuàng )新中心巫永睿課題組題寫(xiě)ABA-induced Phosphorylation of basic Leucine Zipper 29, ABSCISIC ACID INSENSITIVE 19 and Opaque2 by SnRK2.2 Enhances Gene Transactivation for Endosperm Filling in Maize的科學(xué)研究畢業(yè)論文。該精英團隊上年看到了第一個(gè)管控苞米注漿起止的關(guān)鍵轉錄因子ZmABI19(Yang, et al., Plant Cell, 2021)。在這個(gè)基礎上,科學(xué)研究工作人員發(fā)覺(jué)了管控該全過(guò)程的第二個(gè)重要轉錄因子ZmbZIP29,并表明了ABA數據信號對苞米胚乳注漿的分子生物學(xué)作用。
  在ZmABI19的工作上,她們發(fā)覺(jué)ZmABI19立即管控胚乳注漿關(guān)鍵轉錄因子O2,及其別的好幾個(gè)胚乳特異性表述的注漿管控轉錄因子(Pbf1, ZmbZIP22, O11, NAC130等),胚乳底材裝運層精準定位的糖轉運蛋白遺傳基因SWEET4c。此外,ZmABI19還立即管控胚生長(cháng)發(fā)育與盾片貯藏化學(xué)物質(zhì)生成的關(guān)鍵轉錄因子Vp1及其好幾個(gè)植物生長(cháng)激素有關(guān)因素。以上研究表明ZmABI19是協(xié)作子粒初期生長(cháng)發(fā)育與注漿起止的關(guān)鍵轉錄因子。殊不知,注漿起止管控還有哪些因素參加及其遭受什么數據信號管控還很不清楚。
  科學(xué)研究隊伍發(fā)覺(jué)注漿起止時(shí),胚乳中ABA生長(cháng)激素成分快速升高。身體之外塑造野生型胚乳時(shí),適當ABA會(huì )推動(dòng)O2表述。與此同時(shí)她們發(fā)覺(jué),ABA也可提高ZmABI19對O2的轉錄激話(huà)。殊不知,當把zmabi19突變體胚乳用ABA解決后,發(fā)覺(jué)O2依然可以回應ABA數據信號,表明除開(kāi)ZmABI19,還具有別的能回應ABA數據信號的轉錄因子管控O2表述。早期研究發(fā)現O2啟動(dòng)子起始密碼子上下游400-500 bp為O2轉錄活力的主要地區。在該區域中除開(kāi)ZmABI19鑒別的2個(gè)RY元器件外,存有一個(gè)回應ABA數據信號的ABRE元器件。ABRE元件可被bZIP家族的轉錄因子融合。苞米基因有128個(gè)bZIP轉錄因子,在其中83個(gè)bZIP轉錄因子可在種籽中表述。根據公共數據中的RNA-seq數據信息開(kāi)展共表達剖析,發(fā)覺(jué)僅有ZmbZIP29的表述方式與ZmABI19高度一致,因而該轉錄因子被評為備選研究對象。
  根據一系列分子結構與生化實(shí)驗,科學(xué)研究工作人員確認了ZmbZIP29可鑒別并激話(huà)O2表述。ZmbZIP29與ZmABI19蛋清互作并協(xié)作提高O2表述。ABA可進(jìn)一步增強其協(xié)作激話(huà)工作能力,表明ZmbZIP29和ZmABI19均是回應ABA數據信號的胚乳注漿起止關(guān)鍵轉錄因子。相近zmabi19突變體,ZmbZIP29基因突變后O2表述水準及其貯藏蛋清成分顯著(zhù)降低。對比zmbzip29和zmabi19突變體,zmbzip29;zmabi19雙突變體子粒缺點(diǎn)更為嚴重,蛋清成分降低大量。除此之外,在胚乳灌漿期過(guò)表達ZmbZIP29和ZmABI19可提升子粒蛋清成分和百粒重。
  那麼,ABA是怎樣提高ZmbZIP29和ZmABI19的轉錄激話(huà)工作能力的呢?科學(xué)研究工作人員發(fā)覺(jué)蛋白激酶SnRK2.2可以與這兩個(gè)轉錄因子互作,ABA能根據SnRK2.2對ZmbZIP29和ZmABI19開(kāi)展磷酸化,從而提高了他們的轉錄激話(huà)工作能力,與此同時(shí)她們發(fā)覺(jué)ABA還可以誘發(fā)SnRK2.2磷酸化O2轉錄因子自身,進(jìn)而推動(dòng)O2對本身及其中下游遺傳基因的轉錄激話(huà)工作能力。根據液相色譜儀-質(zhì)譜分析液質(zhì)質(zhì)剖析,科學(xué)研究工作人員發(fā)覺(jué)ZmbZIP29的T75、ZmABI19的T57和O2的T387遭受了SnRK2.2的磷酸化裝飾。
  該科學(xué)研究表明了ABA數據信號推動(dòng)子粒注漿的分子結構原理,即根據SnRK2.2磷酸化2個(gè)重要注漿起止因素ZmbZIP29和ZmABI19及其注漿關(guān)鍵管控因素O2,運行和推動(dòng)注漿過(guò)程。
  有關(guān)科學(xué)研究工作中獲得了中國科學(xué)院戰略主導高新科技重點(diǎn)和自然科學(xué)基金項目的支助。
  ABA根據SnRK2.2磷酸化2個(gè)重要注漿起止因素ZmbZIP29和ZmABI19及其注漿關(guān)鍵管控因素O2,運行和推動(dòng)注漿過(guò)程示意圖

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