Учёные раскрыли новое взаимодействие фитогормонов этилена и ауксина
Исследователи под руководством профессора Чжан Цзиньсун из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук, изучающие путь передачи сигнала этилена и его регуляцию у риса, раскрыли новое взаимодействие между фитогормонами этиленом и ауксином на ранее недооценённом уровне. Результаты опубликованы в The Plant Cell 16 августа.
Этилен играет важную роль в адаптации растений к окружающей среде. Ауксин необходим для развития растений. Более трёх десятилетий путь передачи сигнала этилена интенсивно изучали на фенотипическом изменении «тройного ответа» у Arabidopsis. Рис — полуводное однодольное растение, и этиленовый ответ его молодых проростков обычно проявляется как «двойной ответ»: стимуляция удлинения колеоптиля/мезокотиля и ингибирование удлинения корня.
В последние годы, анализируя серию мутантов mao hu zi (mhz), лаборатория профессора Чжана идентифицировала путь передачи сигнала этилена у риса. Основные компоненты этого пути очень похожи на таковые у Arabidopsis. Однако команда также обнаружила у риса новых регуляторов и дополнительный путь передачи сигналов. Кроме того, было установлено, что в этиленовом ответе риса участвуют другие фитогормоны, такие как абсцизовая кислота, жасмоновая кислота и ауксин.
В данном исследовании было дополнительно обнаружено, что мутация гена MHZ10/OsTAR2 (триптофан-аминотрансфераза-родственный) в пути биосинтеза ауксина делает корни риса нечувствительными к этилену.
Генетический и молекулярный анализ доказал, что транскрипционный регулятор OsEIL1 в пути передачи сигнала этилена напрямую повышает экспрессию MHZ10/OsTAR2 в ответе корня на этилен.
Исследователи не оставили без внимания необычное явление — отсутствие этиленового ответа экспрессии MHZ10/OsTAR2 у мутантов mhz10. Сосредоточившись на этом, они раскрыли положительную обратную связь ауксина к этилену на уровне передачи сигнала.
В этой регуляции по принципу обратной связи белки OsIAA1/9 и OsIAA21/31 из пути передачи сигнала ауксина взаимодействуют с OsEIL1 и, что удивительно, проявляют промоторную и, неожиданно, репрессорную активность в отношении OsEIL1 соответственно, опосредуя ацетилирование или деацетилирование гистонов. Это может помогать корням риса быстро реагировать на стрессы окружающей среды.
Исследование углубляет понимание взаимодействия этилена и ауксина у риса и будет способствовать оптимизации роста корней у сортов риса в ответ на различные изменения окружающей среды.