植物在旱胁迫条件通过脱落酸(ABA)信号传导途径来调控气孔闭合、抑制植物生长、调控下游基因表达来应对非生物胁迫。而过度激活ABA信号会使植物把大部分能量用于对抗胁迫环境,影响植物的生长发育,造成生物量的损失。目前,ABA信号转导过程中起着负调控的转录调控因子尚不清楚。植物特异性的GARP转录因子家族的GLK1/2(GOLDEN 2-LIKE transcription factor1/2)对植物的生长、叶绿体发育、生物节律的维持起着调控作用,然而其否参与ABA应答过程尚不清楚。
近日,东北师范大学生命科学学院分子表观遗传学教育部重点实验室徐正一研究组在Plant Physiology在线发表了题为GOLDEN 2-LIKE Transcription Factors Regulate WRKY40 Expression in Response to Abscisic Acid 的研究论文。该研究发现,拟南芥转录调控激活因子GLK1/2(GOLDEN 2-LIKE transcription factor1/2)参与并调控ABA 应答过程中的基因表达。
在这项研究中,研究人员发现,GLK1/2在ABA应答过程中直接结合到转录抑制因子WRKY40的启动子保守的元件(consensus cis-element),激活其mRNA的表达。WRKY40 随后结合到调控拟南芥发芽和幼苗发育阶段的核心转录调控因子ABI5的启动子保守的元件,从而抑制在早期ABA应答过程中已经上调表达的ABI5。这种调控模式能使植物避免在胁迫环境中过度激活胁迫应答反应,从而避免生物量的过度损失。
图 GLK1/2-WRKY40-ABI4的响应ABA的工作模型
该研究首次发现参与ABA应答过程的GARP家族的转录因子GLK1/2,并且阐明了GLK1/2在分子水平上参与使植物避免在胁迫环境中过度激活胁迫应答反应的机制。该研究对理解复杂的转录因子调控网络在ABA应答过程中维持胁迫应答反应和生长发育的平衡的分子调控机制具有重要意义。
该研究由东北师范大学教育部重点实验室徐正一教授课题组完成,博士生Rafiq Ahmad,刘雨同,王天婧为论文共同第一作者。相关工作得到了国家自然科学基金面上项目,中央高校基本科研业务费专项资金和吉林省自然科学基金的支持。
http://www.plantphysiol.org/content/early/2019/02/05/pp.18.01466
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