Plant Physiology|华南植物园揭示调控植物种子贮藏蛋白积累的新机制
近日，中科院华南植物园分子生物分析及遗传改良研究中心侯兴亮研究员课题组在植物种子贮藏蛋白积累的新机制相关研究取得新进展，成果已于近日在线发表在国际植物学主流期刊Plant Physiology上，中国科学院华南植物园为该论文共同第一作者，侯兴亮研究员为通讯作者。
种子贮藏蛋白（SSP）是种子贮藏储备的主要组成部分之一，其积累是由复杂的调节网络紧密介导的。但是，尚不完全了解赤霉素（GA）信号是否以及如何参与这一重要的生物学事件。在这里，我们显示了拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的SSP含量被GA显着降低，并在GA生物合成三重突变体ga3ox1 / 3/4中有所增加。进一步的研究表明，DELLA蛋白RGA-LIKE3（RGL3）是GA信号的负调节剂，对SSP积累很重要。与野生型相比，在rgl3和35S：RGL3-HA中，SSP基因的表达分别被下调和上调。RGL3与ABSCISIC ACID INSENSITIVE3（ABI3）相互作用，ABSCISIC ACID INSENSITIVE3（ABI3）是控制SSP体内和体外积累SSP的种子发育过程的关键转录因子，因此大大提高了ABI3对SSP基因的转录激活能力。此外，遗传证据表明RGL3和ABI3以相互依赖的方式调节SSP积累。因此，我们研究揭示了对DELLA成员稍加研究的RGL3作为ABI3的共激活剂的功能，以促进种子成熟阶段SSP的生物合成。该发现促进了对GA介导的种子贮藏储备积累机制的理解。
Seed storage protein (SSP) acts as one of the main components of seed storage reserves, of which accumulation is tightly mediated by a sophisticated regulatory network. However, whether and how gibberellin (GA) signaling is involved in this important biological event is not fully understood. Here, we show that SSP content in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) is significantly reduced by GA and increased in the GA biosynthesis triple mutant ga3ox1/3/4. Further investigation shows that the DELLA protein RGA-LIKE3 (RGL3), a negative regulator of GA signaling, is important for SSP accumulation. In rgl3 and 35S:RGL3-HA, the expression of SSP genes is down- and upregulated, respectively, compared with that in the wild-type. RGL3 interacts with ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3), a critical transcription factor for seed developmental processes governing SSP accumulation, both in vivo and in vitro, thus greatly promoting the transcriptional activating ability of ABI3 on SSP genes. In addition, genetic evidence shows that RGL3 and ABI3 regulate SSP accumulation in an interdependent manner. Therefore, we reveal a function of RGL3, a little studied DELLA member, as a coactivator of ABI3 to promote SSP biosynthesis during seed maturation stage. This finding advances the understanding of mechanisms in GA-mediated seed storage reserve accumulation.
论文链接：
https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiaa114/6094631
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