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DELLA- - ICE1- - ABI5 转录复合物调控植物 ABA 激素信号转导及种子萌发
日期:2019-06-24 作者:未知 来源:中国科学院 点击:
     种子萌发是开花植物生活史中的一个关键阶段,受到植物体内多种信号物质和外界环境因子的精密调控。植物种子只有在适宜的环境条件下萌发,才有可能发育成正常的植株。各种不利环境因子可诱导植物合成脱落酸激素(Abscisic acid,ABA),从而抑制种子萌发和萌发后生长发育。前人研究表明,ABI5 转录因子是 ABA 信号转导途径中的核心调控蛋白之一,当它功能缺失以后,植物种子萌发过程对 ABA 不敏感,表现为萌发率高。然而,ABI5 转录因子调控 ABA 信号转导及种子萌发的信号网络及分子机理仍需深入研究。
    中国科学院西双版纳热带植物园植物环境适应性研究组和植物分子生物学研究组合作研究发现,ABI5 蛋白能与低温响应的转录因子 ICE1 相互作用形成复合物。ICE1 基因在干种子中强表达,并受 ABA 激素的诱导。当 ICE1 功能缺失以后,ice1 突变体对 ABA 更加敏感,表现为萌发率低;相反的是,当 ICE1 高表达以后,植物对 ABA 抗性增强,表现为萌发率高。进一步研究表明,一些 ABA 响应基因(如 EM6 和 EM1)的表达量在 ice1 突变体内显著增强,且 ICE1 蛋白可以直接结合到 EM6 和 EM1 基因启动子上,并抑制它们的转录水平。遗传分析发现,ICE1负调控ABA信号转导过程依赖于ABI5转录因子。进一步原生质体实验分析发现,ICE1 可拮抗 ABI5 调控下游 ABA 响应基因的表达。此外,体外和体内实验进一步证明,ICE1 能与赤霉素信号途径中的关键抑制子 DELLA 蛋白发生相互作用。DELLA蛋白可抑制 ICE1 的转录功能以及 ICE1 对 ABI5 的调控效应。综上所述,ICE1 转录因子可与 ABI5 和 DELLA 蛋白相互作用形成转录复合物,从而精密调控 ABA 信号转导及种子萌发过程。
    相 关 研 究 结 果 近 期 以 The Transcription Factor INDUCER OF CBF EXPRESSION1 Interacts with ABSCISIC ACID INSENSITIVE5 and DELLA Proteins to Fine-tune Abscisic Acid Signaling during Seed Germination in Arabidopsis 为题在植物学期刊 Plant Cell 上在线发表,胡彦如、韩笑和杨米连(硕士研究生)为该文共同第一作者,研究员胡彦如、余迪求为该文的共同通讯作者。
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