CO转录因子调控拟南芥茉莉酸激素信号转导的分子机理
批准号:
32100445
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
韩笑
依托单位:
学科分类:
基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩笑
中文摘要
CO转录因子是光周期途径调控拟南芥开花过程的关键决定因子。CO除了在幼叶微管组织表达促进开花,还在幼叶叶肉细胞及根部强表达,但功能未知。我们近期发现CO的转录受茉莉酸(JA)抑制,并且CO能负调控JA反应。CO特异与JA途径重要转录因子bHLH3和bHLH17互作,且它们具有类似生物学功能。上述结果暗示CO可能通过与bHLH3和bHLH17互作协同抑制JA反应。为了深入研究CO-bHLH复合物调控JA反应的分子机理,本项目将采用分子生物学、遗传学及生物化学的方法手段,证实CO和bHLH3/bHLH17之间的遗传关系,详细分析它们是否影响对方的DNA结合能力、转录调控功能或蛋白稳定性等,明确光周期信号是否调控JA反应。本项目的研究结果不仅有望发现CO新的生物学功能,还有可能在分子水平阐明CO作为关键节点整合光周期与JA信号,这对于深入理解外源环境信号与JA信号交互的分子机理具有重要科学意义。
英文摘要
CONSTANS (CO) transcription factor is a critical regulator of photoperiodic flowering in Arabidopsis. CO is widely expressed in multiple tissues, such as in young leaves and roots of seedlings, but little is known about the regulatory functions and underlying molecular mechanisms of CO in modulating other physiological processes in addition to flowering. Recently, we found that the transcription of CO is repressed by the phytohormone jasmonate (JA). CO negatively modulates JA-signaled root growth inhibition and anthocyanin accumulation. Disrupting CO rendered seedlings more sensitive to JA, whereas overexpression of CO resulted in plants with reduced JA sensitivity. CO physically associates with basic helix-loop-helix (bHLH) subgroup IIId factors bHLH3 and bHLH17. Moreover, CO may synergize with bHLH3/bHLH17 in JA signaling. These results suggest that CO may interact with bHLH3/bHLH17 to negatively regulate JA signaling. To test this possibility, we will undertake molecular and genetic approaches in this project to further clarify the genetic interactions between CO and bHLH3/bHLH17 in JA signaling. Furthermore, we will analyze whether CO and bHLH3/bHLH17 reciprocally affect each other’s DNA-binding activity, transcriptional function, and/or degradation. In addition, we will investigate the potential roles of photoperiodic signal in mediating JA responses. Collectively, our study may not only contribute to reveal key functions of CO and photoperiodic signal in regulating JA responses, but also provides a mechanistic explanation of how CO acts together with bHLH3/bHLH17 factors to integrate photoperiod pathway and JA signaling.
CONSTANS(CO)是一个关键的植物花期调节器,它能够整合外界环境的光信号和植物内源昼夜节律信号促进植物开花。CO在多个组织中表达,包括嫩叶和幼苗根部,但目前对CO在调节开花以外的生物学功能,及其具体分子机制知之甚少。我们研究表明,拟南芥幼苗中CO基因的表达以及蛋白合成均响应植物激素JA。基因功能分析表明,在长日照环境下,CO蛋白负调控茉莉酸信号转导过程。co功能缺失突变体相较于野生型对茉莉酸的敏感性显著增强,表现为主根生长抑制更明显及花青素含量增加等;相反,CO高表达转基因植物对茉莉酸的敏感性降低。与表型相一致的是,CO蛋白能抑制某些茉莉酸信号通路下游响应基因的表达,且参与调控茉莉酸信号的昼夜节律性。进一步分子机理研究表明,CO能与茉莉酸信号途径关键抑制子JAZ蛋白相互作用形成复合体。遗传学分析发现,CO调控茉莉酸反应依赖于COI1受体,且拮抗MYC2转录因子的生物学功能。此外,CO还能与bHLH转录因子家族IIId亚族成员bHLH3和bHLH17相互作用。CO促进bHLH17转录因子的DNA结合能力以及转录调节功能;相反,JAZ蛋白抑制CO和bHLH17的转录功能,且能竞争性抑制CO和bHLH17之间的相互作用。综上所述,上述主要研究结果已证明该项目已完全执行了项目任务书规定的研究内容。该研究不仅发现了CO蛋白除调控开花以外新的重要生物学功能,还在分子水平解析了CO与JAZ及bHLH17等蛋白互作调控茉莉酸反应的遗传机理。这对于人们深入理解茉莉酸信号转导网络和植物环境适应性的调控机理均具有重要科学意义。
生物钟核心转录因子PRRs调控JA信号转导及植物对灰霉菌防御的分子机理
-
批准号:32370606
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:韩笑
-
依托单位:
国内基金
海外基金