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Molecular Plant:MEKK1-MKK1/2-MPK4级联磷酸化并稳定STOP1,增强铝胁迫抗性

已有 1551 次阅读 2022-12-17 22:22 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

The MEKK1-MKK1/2-MPK4 cascade phosphorylates and stabilizes STOP1 to confer aluminum resistance in Arabidopsis

第一作者Fanglin Zhou

第一单位中科院分子植物卓越中心

通讯作者Chao-Feng Huang


 Abstract 

背景回顾Aluminum (Al) toxicity can seriously restrict crop production on acidic soils, which comprise 40% of the world’s potentially arable land. The zinc finger transcription factor STOP1 has a conserved and essential function in mediating plant Al resistance. Al stress induces STOP1 accumulation via post-transcriptional regulatory mechanisms. 


提出问题However, the upstream signaling pathway involved in Al-triggered STOP1 accumulation remains unclear. 


主要发现Here, we report that the MEKK1-MKK1/2-MPK4 cascade positively regulates STOP1 phosphorylation and stability. 


结果1-MEKK1-MKK1/2-MPK4突变Mutations of MEKK1MKK1/2, or MPK4 lead to decreased STOP1 stability and Al resistance


结果2-MPK4磷酸化STOP1Al stress induces the kinase activity of MPK4, which interacts with and phosphorylates STOP1


结果3-STOP1磷酸化减少蛋白降解The phosphorylation of STOP1 reduces its interaction with the F-box protein RAE1 that mediates STOP1 degradation, thereby leading to enhanced STOP1 stability and Al resistance. 


结论Taken together, our results suggest that the MEKK1-MKK1/2-MPK4 cascade is important for Al signaling and confers Al resistance through phosphorylation-mediated enhancement of STOP1 accumulation in Arabidopsis.

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 摘 要 

铝毒严重限制酸性土壤上的作物产量,而酸性土壤占了全球40%的潜在耕地。锌指转录因子STOP1在介导植物的铝耐受性方面存在重要作用。铝胁迫通过转录后的调控机制诱导STOP1的积累。但是,涉及铝诱导的STOP1积累的上游信号转导通路还不清楚。本文中,作者报道了MEKK1-MKK1/2-MPK4级联正调控STOP1的磷酸化和稳定性。MEKK1MKK1/2或者MPK4的突变会导致的STOP1稳定性降低,对铝胁迫的抗性也减弱。铝胁迫诱导MPK4的激酶活性,而MPK4与STOP1互作促使后者的磷酸化。STOP1的磷酸化减少了其与F-box蛋白RAE1的互作,从而减少了STOP1蛋白的降解,最终导致STOP1蛋白稳定性和铝胁迫抗性增强。综上,本文的研究结果揭示了MEKK1-MKK1/2-MPK4级联对于植物的铝信号转导非常重要,通过磷酸化介导的STOP1积累增强从而增加拟南芥的铝胁迫抗性。




** 黄朝锋 **

个人简介:

1996-2000年,华南农业大学,学士;

2000-2003年,华南农业大学,硕士;

2003-2004年,中科院上海植物生理生态研究所,研究助理;

2004-2006年,日本香川大学,硕士;

2006-2009年,日本爱媛大学,博士;

2009-2010年,日本冈山大学,助理研究员;

2010年9-12月,美国加州大学河滨分校,博后;

2011年1-12月,美国普渡大学,博后;

2012-2012年,中科院上海植物生理生态研究所,副研究员;

2012-2016年,南京农业大学,教授;

2016年-至今 ,中科院分子植物科学卓越创新中心,研究员。


研究方向:主要从事植物抗铝毒机制和锰利用机制的研究工作。


doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2022.11.010

Journal: Molecular Plant
Published date: November 22, 2022

Cite:
Fanglin Zhou, Somesh Singh, Jie Zhang, Qiu Fang, Chongyang Li, Jiawen Wang, Chunzhao Zhao, Pengcheng Wang, Chao-Feng Huang. The MEKK1-MKK1/2-MPK4 cascade phosphorylates and stabilizes STOP1 to confer aluminum resistance in Arabidopsis. Molecular Plant, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molp.2022.11.010



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