Forskere afslører ny krydstale mellem phytohormonerne ethylen og auxin

Forskere ledet af prof. Zhang Jinsong fra Institut for Genetik og Udviklingsbiologi (IGDB) ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (CAS), viet til studier af ethylensignalvej og dets regulering i ris, har for nylig afsløret en ny krydstale mellem phytohormoner ethylen og auxin på et tidligere undervurderet niveau. Resultaterne blev offentliggjort i The Plant Cell den 16. august.

Ethylen spiller en vigtig rolle i planters miljøtilpasning. Auxin er afgørende for planteudvikling. I mere end tre årtier er ethylensignalvejen blevet grundigt undersøgt ved hjælp af den fænotypiske ændring i "tredobbelt respons" af Arabidopsis. Ris er en semi-akvatisk enkimblad, ethylen-reaktionerne fra dens unge frøplanter viser normalt den såkaldte "dobbelte reaktion", nemlig fremme af coleoptil/mesocotyl-forlængelsen, mens den hæmmer rodforlængelsen.

I de senere år har prof. Zhangs laboratorium gennem analyse af en række mao hu zi (mhz) mutanter identificeret ethylensignalvejen i ris. Hovedkomponenterne i denne vej er meget lig dem i Arabidopsis. Men hans team opdagede også nye regulatorer og en yderligere grensignalvej i ris. Desuden blev andre phytohormoner, såsom abscisinsyre, jasmonsyre og auxin, fundet at deltage i risethylenrespons.

I denne undersøgelse fandt de yderligere, at mutation af MAO HU ZI10/tryptophan aminotransferase-relaterede (MHZ10/OsTAR2) gen i auxinbiosyntesevejen gør, at risrødder ikke reagerer på ethylen.

Genetiske og molekylære analyser viste, at transkriptionsregulatoren OsEIL1 i ethylensignalvejen direkte opregulerer MHZ10/OsTAR2-ekspression i rodethylenrespons.

Forskerne ignorerede ikke et usædvanligt fænomen, nemlig ingen ethylenrespons af MHZ10/OsTAR2-ekspression i mhz10-mutanterne. Med fokus på dette punkt afslørede de positiv feedback af auxin til ethylen på signalniveauet.

I denne feedback-regulering interagerer OsIAA1/9 og OsIAA21/31 i auxin-signalvejen med OsEIL1 og viser overraskende fremmende aktivitet og uventet undertrykkende aktivitet til OsEIL1 gennem mediering af henholdsvis acetylering eller deacetylering af histon. Det kan hjælpe risroden til at reagere hurtigt på miljøbelastninger.

Denne undersøgelse giver en dybere forståelse af samspillet mellem ethylen og auxin i ris, og det vil lette optimeringen af ​​rodvækst i rissort som reaktion på forskellige miljøændringer. + Udforsk yderligere

Forskere afslører en ny ethylen-signalmekanisme i risrødder