Как усиливается сигнализация жасмонатов при дефиците фосфора у растений

Фосфор (P) — важный макроэлемент для многих биологических процессов в растениях. Дефицит неорганического фосфата (Pi) модулирует сигнальный путь фитогормона жасмоната у Arabidopsis thaliana, но молекулярный механизм этого явления оставался неясным.

В исследовании, опубликованном в The Plant Cell, учёные использовали молекулярные и генетические подходы, чтобы выяснить функции фактора PHOSPHATE STARVATION RESPONSE1 (PHR1) в сигнальном пути жасмонатов и понять, как дефицит Pi взаимодействует с эндогенной сигнализацией жасмонатов.

Было подтверждено, что дефицит Pi активирует жасмонат-зависимые реакции у Arabidopsis, включая накопление антоцианов, замедление роста первичного корня и повышенную экспрессию жасмонат-чувствительных генов. Также выяснилось, что путь, опосредованный рецептором coronatine insensitive1 (coi1), критически важен для этой стимуляции.

Оказалось, что репрессоры JAZ физически взаимодействуют с PHR1, PHL2 и PHL3. Нарушение работы этих трёх факторов ослабляет индуцированное жасмонатами накопление антоцианов и торможение роста корней. PHR1 и его гомологи PHL положительно влияют на синтез жасмонатов в условиях дефицита Pi (без добавления метилжасмоната — MeJA), но почти не влияют на накопление жасмонатов в ответ на обработку MeJA.

Кроме того, PHR1 напрямую стимулирует экспрессию нескольких жасмонат-чувствительных генов, а белки JAZ мешают его транскрипционной функции. Транскрипционные факторы MYC физически связываются с PHR1 и способствуют жасмонат-сигналингу, индуцированному дефицитом Pi. PHR1 действует синергично с MYC2, а JAZ1 подавляет их функции и физическое взаимодействие.

Результаты показывают, что PHR1 — ключевой транскрипционный фактор Pi-сигналинга — положительно регулирует опосредованные жасмонатами процессы: накопление антоцианов и торможение роста корней.

«Наше исследование даёт механистическое понимание того, как усиливается сигнализация жасмонатов в условиях дефицита Pi», — отметила Ху Яньжу из XTBG.