Glutaredoxins regulate maize inflorescence meristem development via redox control of TGA transcriptional activity
Glutaredoxins regulate maize inflorescence meristem development via redox control of TGA transcriptional activity
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谷氧还蛋白通过氧化还原控制 TGA 转录活性来调节玉米花序分生组织发育
DOI：
10.1038/s41477-021-01029-2
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发表时间：
2021-12
期刊：
影响因子：
18
通讯作者：
Fang Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ruoshu Yang;Fang Xu;Yiming Wang;Wanshun Zhong;Yanni Shi;Liang Dong;Tianjiao Tang;Huangjun Sheng;David Jackson;Fang Yang
谷氧还蛋白 (GRX) 是一种小型氧化还原酶，可以通过还原或谷胱甘肽化二硫桥来控制氧化还原（还原/氧化）状态，从而改变靶蛋白活性。尽管 CC 型 GRX 是植物特异性的，并且在许多过程中发挥重要作用，但它们在体内调节靶蛋白活性的机制尚不清楚。在这项研究中，我们发现玉米CC型GRX，雄性不育转化花粉1（MSCA1），与两个旁系同源物ZmGRX2和ZmGRX5冗余地作用，以改变氧化还原状态及其假定靶标的活性，TGA转录因子FASCIATED EAR4（FEA4）作为花序分生组织发育的负调节因子。我们使用 CRISPR-Cas9 进行了 aGRX 三重敲除，导致分生组织、穗和雄穗的生长受到严重抑制，并降低了株高。我们进一步表明，GRX 调节 FEA4 的氧化还原状态、DNA 可及性和转录活性，FEA4 作用于 MSCA1 及其旁系同源物的下游，以控制花序发育。我们的研究结果揭示了GRXs在分生组织发育中的功能，也为GRX介导的植物中靶蛋白的氧化还原修饰提供了直接证据。
Glutaredoxins (GRXs) are small oxidoreductases that can modify target protein activities through control of the redox (reduction/oxidation) state by reducing or glutathionylating disulfide bridges. Although CC-type GRXs are plant specific and play important roles in many processes, the mechanisms by which they modulate the activity of target proteins in vivo are unknown. In this study, we show that a maize CC-type GRX,MALE STERILE CONVERTED ANTHER1(MSCA1), acts redundantly with two paralogues,ZmGRX2andZmGRX5, to modify the redox state and the activity of its putative target, the TGA transcription factorFASCIATED EAR4(FEA4) that acts as a negative regulator of inflorescence meristem development. We used CRISPR–Cas9 to create aGRXtriple knockout, resulting in severe suppression of meristem, ear and tassel growth and reduced plant height. We further show that GRXs regulate the redox state, DNA accessibility and transcriptional activities of FEA4, which acts downstream ofMSCA1and its paralogues to control inflorescence development. Our findings reveal the function ofGRXsin meristem development, and also provide direct evidence for GRX-mediated redox modification of target proteins in plants.
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