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分子植物卓越中心发现玉米胚乳灌浆起始期ABA信号诱导的磷酸化机制

来源:郑州天顺食品添加剂有限公司 发布时间:2022-02-18 11:54:26 关注: 0 次
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  2月14日,The Plant Cell在线发布了中科院分子结构绿色植物科学合理非凡创新中心巫永睿课题组题写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的科学研究毕业论文。该精英团队上年看到了第一个管控苞米注浆起止的关键转录因子ZmABI19(Yang, et al., Plant Cell, 2021)。在这个基础上,科学研究工作人员发觉了管控该全过程的第二个重要转录因子ZmbZIP29,并表明了ABA数据信号对苞米胚乳注浆的分子生物学作用。
  在ZmABI19的工作上,她们发觉ZmABI19立即管控胚乳注浆关键转录因子O2,及其别的好几个胚乳特异性表述的注浆管控转录因子(Pbf1, ZmbZIP22, O11, NAC130等),胚乳底材装运层精准定位的糖转运蛋白遗传基因SWEET4c。此外,ZmABI19还立即管控胚生长发育与盾片贮藏化学物质生成的关键转录因子Vp1及其好几个植物生长激素有关因素。以上研究表明ZmABI19是协作子粒初期生长发育与注浆起止的关键转录因子。殊不知,注浆起止管控还有哪些因素参加及其遭受什么数据信号管控还很不清楚。
  科学研究队伍发觉注浆起止时,胚乳中ABA生长激素成分快速升高。身体之外塑造野生型胚乳时,适当ABA会推动O2表述。与此同时她们发觉,ABA也可提高ZmABI19对O2的转录激话。殊不知,当把zmabi19突变体胚乳用ABA解决后,发觉O2依然可以回应ABA数据信号,表明除开ZmABI19,还具有别的能回应ABA数据信号的转录因子管控O2表述。早期研究发现O2启动子起始密码子上下游400-500 bp为O2转录活力的主要地区。在该区域中除开ZmABI19鉴别的2个RY元器件外,存有一个回应ABA数据信号的ABRE元器件。ABRE元件可被bZIP家族的转录因子融合。苞米基因有128个bZIP转录因子,在其中83个bZIP转录因子可在种籽中表述。根据公共数据中的RNA-seq数据信息开展共表达剖析,发觉仅有ZmbZIP29的表述方式与ZmABI19高度一致,因而该转录因子被评为备选研究对象。
  根据一系列分子结构与生化实验,科学研究工作人员确认了ZmbZIP29可鉴别并激话O2表述。ZmbZIP29与ZmABI19蛋清互作并协作提高O2表述。ABA可进一步增强其协作激话工作能力,表明ZmbZIP29和ZmABI19均是回应ABA数据信号的胚乳注浆起止关键转录因子。相近zmabi19突变体,ZmbZIP29基因突变后O2表述水准及其贮藏蛋清成分显著降低。对比zmbzip29和zmabi19突变体,zmbzip29;zmabi19双突变体子粒缺点更为严重,蛋清成分降低大量。除此之外,在胚乳灌浆期过表达ZmbZIP29和ZmABI19可提升子粒蛋清成分和百粒重。
  那麼,ABA是怎样提高ZmbZIP29和ZmABI19的转录激话工作能力的呢?科学研究工作人员发觉蛋白激酶SnRK2.2可以与这两个转录因子互作,ABA能根据SnRK2.2对ZmbZIP29和ZmABI19开展磷酸化,从而提高了他们的转录激话工作能力,与此同时她们发觉ABA还可以诱发SnRK2.2磷酸化O2转录因子自身,进而推动O2对本身及其中下游遗传基因的转录激话工作能力。根据液相色谱仪-质谱分析液质质剖析,科学研究工作人员发觉ZmbZIP29的T75、ZmABI19的T57和O2的T387遭受了SnRK2.2的磷酸化装饰。
  该科学研究表明了ABA数据信号推动子粒注浆的分子结构原理,即根据SnRK2.2磷酸化2个重要注浆起止因素ZmbZIP29和ZmABI19及其注浆关键管控因素O2,运行和推动注浆过程。
  有关科学研究工作中获得了中国科学院战略主导高新科技重点和自然科学基金项目的支助。
  ABA根据SnRK2.2磷酸化2个重要注浆起止因素ZmbZIP29和ZmABI19及其注浆关键管控因素O2,运行和推动注浆过程示意图

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