拟南芥COP1 SUPPRESSOR 6调控光形态建成的的分子机理研究
批准号:
32100199
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:
衡月芹
依托单位:
学科分类:
植物光合与固氮
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
衡月芹
中文摘要
C2H2型锌指蛋白是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、逆境响应等生物学过程中发挥重要作用,然而C2H2型锌指蛋白是否参与调控植物光形态建成尚不清楚。本项目前期通过正向遗传筛选到CSU6(COP1 SUPPRESSOR 6),其编码一个C2H2型锌指蛋白。研究发现CSU6是光形态建成的正调控因子,光促进CSU6的蛋白积累,同时发现CSU6具有转录抑制活性,且与光信号负调控子PIF4/PIF5互作。本项目拟通过解析光信号调控CSU6蛋白稳定性的分子机制,CSU6与PIF4/PIF5互作的生理生化机制以及对下游靶基因的调控机制,构建CSU6调控光形态建成的分子信号通路,阐明CSU6发挥功能的分子机理。该项研究将揭示CSU6在光形态建成中的重要作用,完善对C2H2型锌指蛋白这一重要转录因子家族的生物学功能及作用机理的认识,并为光生物学研究服务于作物分子育种提供分子生物学信息和基因资源。
英文摘要
C2H2-type zinc finger proteins are one of the largest transcription factor families in plants. Recent studies have revealed that C2H2-type zinc finger proteins play vital roles in plant development and stress responses, but their involvement in photomorphogenesis, as well as regulatory mechanisms, remain largely unclear. In this study, we used forward genetic screen to identify COP1 SUPPRESSOR 6 (CSU6), which encodes a C2H2 zinc finger protein. We found that CSU6 is a positive regulator of photomorphogenesis, and CSU6 protein accumulation is induced by light. Further studies showed that CSU6 protein has transcriptional repression activity and interacts with PIF4 and PIF5, which are key negative regulators in light signaling. In this project, we propose to determine how CSU6 protein accumulation is regulated by light and reveal the physiological and biochemical mechanism underlying the interactions between CSU6 and PIF4/PIF5, we also propose to investigate the transcriptional regulation mechanism of CSU6 to downstream genes, thereby further elucidating the molecular mechanism of CSU6 in seedling photomorphogenesis. Our studies will reveal the essential role of CSU6 in light signaling, which can expand the knowledge of C2H2 zinc finger family in plants, and also provide molecular biological information and gene resources for integrating photobiology studies into crop molecular breeding.
光是影响植物生长和发育最重要的环境因子之一。在众多光调控的植物发育过程中,幼苗光形态建成是种子萌发后从黑暗环境转至光照条件下的必经过程,对幼苗的出土存活至关重要。C2H2型锌指蛋白CSU6 (COP1 SUPPRESSOR 6) 作为一个新的COP1遗传抑制子,促进植物光形态建成。本项目通过遗传学、分子生物学和生物化学等手段对CSU6调控光形态建成的分子机理进行了详细地研究,发现CSU6调控了拟南芥1144个基因的表达,其中光信号途径关键生长因子PIF4/PIF5的表达水平在cus6突变体中显著上调;进一步发现CSU6能够与PIF4/PIF5的启动子区结合,并在上午时段抑制PIF4/PIF5的表达。此外,研究发现CSU6能与PIF4/PIF5相互作用并抑制其转录激活活性,说明光下CSU6通过抑制PIF4/PIF5基因的表达,以及转录激活活性来PIF4/PIF5的转录调控功能,从而抑制下胚轴伸长,促进光形态建成。该研究结果不仅为全面了解C2H2型锌指蛋白的光信号转导机制提供了新视角,也为光生物学的研究服务于作物分子育种提供分子生物学信息和基因资源。
国内基金
海外基金