2018年2月20日,PLOS Genetics在线发表了耶鲁大学Ning Wei博士为通讯作者题为“The COP9 Signalosome regulates seed germination by facilitating protein degradation of RGL2 and ABI5”的研究论文。
种子萌发和休眠的调控对植物的成功繁殖至关重要,并且是重要的农艺性状。种子萌发受赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)动态平衡的严格调控,并受环境因素的影响。COP9信号复合体(CSN)是一种保守的多亚基蛋白复合体,其可作为Cullin-RING家族E3泛素连接酶(CRL)的调节因子。除csn5b-1以外,许多CSN突变体的种子萌发降低。进一步分析表明,csn1-10突变体种子休眠较强,而csn5a-1除了种子超休眠外,种子萌发也较为迟缓。csn5a-1和csn1-10植株均在移除萌发抑制因子方面表现出缺陷:RGL2(GA信号转导的抑制因子)和ABI5(ABA信号的效应因子)。进一步研究表明,csn1-10的萌发表型是由RGL2(SCF(CRL1)E3泛素连接酶的底物)的过度积累所致,而csn5a-1表型则由RGL2及ABI5的过度积累所致。该研究结果与CSN5A可能通过不涉及CSN1的机制调控ABI5的假设一致。转录组分析表明,在种子成熟过程中,CSN1较CSN5A具有更为突出的作用,但在种子萌发过程中,CSN5A较CSN1具有更重要的作用,进一步证实了这两种CSN基因在功能上的差异性。
该研究揭示了种子萌发过程中CSN复合体的分子靶标以及CSN5在ABA信号转导调控中的附加功能。
Fig 8. CSN functions in the seed germination pathway.
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