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TaANR1-TaBG1和TaWabi5-TaNRT2s/NARs介导小麦根ABA代谢和硝酸盐吸收
zhoutianshun 2020-1-27 15:57
TaANR1-TaBG1和TaWabi5-TaNRT2s/NARs介导小麦根ABA代谢和硝酸盐吸收 名称: TaANR1-TaBG1 and TaWabi5-TaNRT2s/NARs link ABA metabolism and nitrate acquisition in wheat roots 期刊: Plant Physiology (IF=6.305) 第一作者: Meng Wang 通讯作者:施卫明( wmshi@issas.ac.cn ) 第一单位:中国科学院南京土壤研究所 DOI:10.1104/pp.19.01482 硝酸盐信号途径和 ABA 信号途径的相互作用研究较少,前人研究表明,硝酸盐处理可以诱导拟南芥根尖中 ABA-GE 分解,促进 ABA 积累,且 ABA 可以促进 N 相关性状,上调 NRT2/NAR2 基因的表达。 ABA 和硝酸盐之间的分子调控联系尚不清楚。 1、 小麦 NRT2 和 NAR 的全基因组鉴定、进化和时空表达分析 NRT2 和 NAR 在小麦基因组中包含 3 个同源基因,但 TaNRT2.4 在小麦 A 亚基因组中丢失。进化分析表明, TaNRT2.6 和 OsNRT2.4 的同源性最高,均含有一个内含子,但 A\\B\\D 三个亚基因组中的内含子长度由差异。 利用前人的转录组数据进行时空表达分析发现, TaNRT2.1, TaNRT2.2, TaNRT2.3, TaNRT2.5, TaNAR2.1 和 TaNAR 2.3 主要在根中表达, TaNRT2.6 主要在叶中表达, TaNAR2.2 主要在根,叶中表达,可能参与根和叶中的双组分吸收系统。 TaNRT2.4 表达较少几乎不能检测, TaNRT2.1 表达在根中的表达量最高。 无硝酸盐处理 5d 后,重新供应硝酸盐 2mM (全硝酸盐)和 0.2mM (低硝酸盐) 1d 发现,根中 TaNRT2.1, TaNRT2.2, TaNRT2.3, TaNAR2.1, TaNAR2.2 和 TaNAR2.3 受硝酸盐的再供应诱导,且 2mM 硝酸盐效果更显著。而 TaNRT2.5 受硝酸盐饥饿诱导,硝酸盐供应抑制,表明 TaNRT2.5 是硝酸盐基因诱导基因。 2、 ABA-GE 分解促进小麦根 ABA 积累对硝酸盐诱导的 NRT2/NARs 的影响 对 NRT2s 和 NARs 启动子的顺式作用元件分析表明, NRT2 和 NARs 启动子中存在 ABA 响应元件,暗示 ABA 信号调控 NRT2 和 NARs 。 50uM ABA 处理硝酸盐饥饿幼苗可以诱导 NRT2s 和 NARs ,但没有硝酸盐再供应时显著,表明 ABA 可以部分模仿硝酸盐信号。 50uM ABA+0.2uM 硝酸盐处理硝酸盐饥饿幼苗时 NRT2 和 NARs 的表达显著高于 0.2uM 硝酸盐处理硝酸盐饥饿幼苗时 NRT2 和 NARs 的表达,表明 ABA 可以在硝酸盐缺乏时放大硝酸盐信号。 2mM 硝酸盐处理硝酸盐饥饿幼苗时的 ABA 含量高于 0.2uM 硝酸盐处理硝酸盐饥饿幼苗的 ABA 含量,而加 ABA 抑制剂处理时和未用 ABA 抑制剂处理硝酸盐饥饿幼苗时 ABA 含量和 ABA 合成代谢基因(除了 TaBG1 和 TaBG2 , ABA-GE 分解相关)表达无显著差别,暗示硝酸盐可以诱导 ABA 积累,且与 ABA 重新合成无关。 ABA 重新供后, ABA-GE 含量下降,拟南芥根中 AtBG1 受硝酸盐再供应诱导,且 atbg1-1/2 突变体中 NRTs 和 NARs 被抑制,表明硝酸盐信号诱导的 ABA-GE 分解促进 ABA 积累,且 ABA 可以促进硝酸盐吸收相关基因的表达。 3、 TaANR1 调控硝酸盐诱导的 ABA-GE 分解和 ABA 积累 利用 TaBG1 上有约 500 bp 的序列作为诱饵蛋白, Y1H 筛选 cDNA 文库, MADS 型转录因子 TaANR1 可以和 TaBG1 互作。 EMSA 和双荧光素酶实验表明, TaANR1 可以结合到 TaBG1 启动子中的 CArG 顺式作用元件 (C(A/T)8G 或 CC(A/T)6GG) 。 TaANR1-KO 和 TaANR1-RNAi 株系中,硝酸盐诱导的 TaBG1 和 TaNRT2.1 表达量下降,硝酸盐诱导的 ABA 积累减少,而 ABA 处理后, TaBG1 和 TaNRT2.1 表达量上升。表明 TaANR1 是硝酸盐信号转导促进 ABA-GE 分解和 ABA 积累的关键元件,且 ABA 是 TaANR1 介导的硝酸盐途径的下游组分。 4、 TaWabi5 是 NRT2/NARs 受 ABA 介导的硝酸盐诱导的关键 NRT2/NARs 的启动子中由大量 ABREs 基序存在,而 ABFs 能够识别调控 ABREs ,那么 ABFs 是否参与 ABA 介导的硝酸盐诱导?作者鉴定了小麦中的 ABFs ,但只有 TaWabi5 受硝酸盐诱导表达,且在根中高表达。 Y1H , EMSA 和双荧光素酶实验表明 TaWabi5 能够和 NRT2/NARs 上的 ABREs 基序结合,激活 NRT2/NARs 的转录。 tawabi5 敲除株系中 NRT2/NARs 受硝酸盐诱导被显著抑制, 50uMABA 处理后,抑制作用更明显。这谢谢结果表明 TaWabi5 参与 ABA 介导的 NRT2/NARs 硝酸盐诱导。 5、 ABA 积累影响根硝酸盐内流 15 N 标记实验表明, TaANR1-KO 、 TaANR1-RNAi 和 TaWabi5-KO 株系的硝酸盐内流率低于野生型,表明受 ABA 积累调控的 NRT2/NARs 影响硝酸盐吸收。外施 ABA 可以影响净硝酸盐内流(尤其是根尖成熟区),但不影响硝酸盐外流。 总结: 1、 TaNRT2.6 、 AtNRT2.7 和 OsNRT2.4 属于各物种家族中较独特的家族成员 2、 硝酸盐供应后的硝酸盐饥饿可以促进 ABA-GE 分解从而促进根尖 ABA 积累( TaANR1-TaBG1 ),而 ABA 积累反过来又可以促进根中 NRT2s/NARs 的表达,促进硝酸盐吸收( TaWabi5-NRT2s/NARs )。 3、 硝酸盐缺乏时, ABA-GE 无显著变化,暗示该条件下 ABA 含量的减少和 ABA-GE 含量无直接关系。硝酸盐饥饿时 ABA 含量减少的分子机制需要进一步确认? 4、 ABA 和硝酸盐共转运蛋白的功能需要进一步鉴定 5、 ABA 信号和 ABA 积累在硝酸盐的吸收中发挥着重要作用。操纵 ABA 含量或 ABA 信号转导是否可以加快重要农作物 NUE 的提高?内源 ABA 含量是否可以作为 NUE 的指标?在肥料中添加产 ABA 的根际微生物或 ABA 类似物是否可以提高硝酸盐的吸收?
个人分类: 论文阅读日记|3596 次阅读|0 个评论
糖基转移酶UGT71C5调节拟南芥ABA的动态平衡
cjj1650 2015-4-14 09:02
来自四川大学的Liu等 (2015) 报道了一个糖基转移酶基因 UGT71C5 能够催化拟南芥ABA的糖基化,突变株或下调 UGT71C5 表达能延迟种子萌发及增强抗旱能力,此时ABA的含量升高;而 UGT71C5 过表达时则情况相反。作者建议UGT71C5将ABA糖基化,便于从细胞质中运输到液泡中储存;在逆境条件下,通过AtBG1/2基因去除糖基又释放到细胞质中,增加游离ABA的含量,行使逆境生理功能。 Liu, Z., Yan, J. P., Li, D.K., Luo, Q., Yan, Q., Liu, Z. B., Ye, L. M., Wang, J. M., Li, X. F., Yang, Y.,2015. UDP-Glucosyltransferase71C5, a Major Glucosyltransferase, MediatesAbscisic Acid Homeostasis in Arabidopsis. Plant Physiology 167, 1659-1670.
个人分类: 科技进展|3099 次阅读|0 个评论
孙雪来拿论文:The ABA Receptor PYL8 Promotes Lateral Root
热度 1 bioxncai 2015-3-22 13:13
你要的论文The ABA Receptor PYL8 Promotes Lateral Root Growth by Enhancing MYB77-Dependent Transcription of Auxin-Responsive Genes已经下载到了,请下载本文附件。 Abstract The phytohormone abscisic acid ( ABA ) regulates plant growth, development , and abiotic stress responses. ABA signaling is mediated by a group of receptors known as the PYR1 /PYL/ RCAR family, which includes the pyrabactin resistance 1-like protein PYL8. Under stress conditions, ABA signaling activates SnRK2 protein kinases to inhibit lateral root growth after emergence from the primary root. However, even in the case of persistent stress, lateral root growth eventually recovers from inhibition. We showed that PYL8 is required for the recovery of lateral root growth, following inhibition by ABA . PYL8 directly interacted with the transcription factors MYB77, MYB44, and MYB73. The interaction of PYL8 and MYB77 increased the binding of MYB77 to its target MBSI motif in the promoters of multiple auxin -responsive genes. Compared to wild-type seedlings, the lateral root growth of pyl8 mutant seedlings and myb77 mutant seedlings was more sensitive to inhibition by ABA . The recovery of lateral root growth was delayed in pyl8 mutant seedlings in the presence of ABA , and the defect was rescued by exposing pyl8 mutant seedlings to the auxin IAA (3-indoleacetic acid). Thus, PYL8 promotes lateral root growth independently of the core ABA -SnRK2 signaling pathway by enhancing the activities of MYB77 and its paralogs, MYB44 and MYB73, to augment auxin signaling. The ABA Receptor PYL8 Promotes Lateral Root Growth by.pdf
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