01SPL1赋予植物热忍受能力

Abstract

植物的再生组织对于热的响应是非常敏感的,对于花序是如何响应热激的仍旧是未知的。文中报道了拟南芥中两个SPL类转录因子,在植物生殖生长阶段调控植物对温度的忍受力,并且表现功能冗余。通过对SPL1SPL12分别进行突变发现,植物对热的响应更加敏感;而超表达两个基因后增强了植物对热的忍受力。通过RNA-seq测序发现,与热激环境下相比1939对基因在野生型中上调表达,1479对基因在野生型中下调表达。这些差异表达的基因中,有1/4的基因在两个突变体中是misregulated;这就表明这两个转录因子参与到热激诱导的花序转录组重编程。值得注意的是,热激环境下诱导了许多ABA reponse gene,其中有39%的基因分别在这两个转录因子的突变体重。通过在ABA合成基因aba2-1突变体中,超表达SPL1或者施加ABA,恢复了花序的耐热性,而在PYR6突植株中耐热性没有恢复;说明PLR参与到SPL介导的ABA途径中。

introduction

Plants have evolved multiple signaling pathways to sense changes in ambient temperatures, adjusting metabolism status and cell functions to alleviate or prevent the heat damage. The complex network of heat-shock responses (HSRs) includes heat-shock proteins (HSPs), heat-shock transcription factors (HSFs), secondary messengers of Ca2+ and reactive oxygen species (ROS), unfolded protein responses, and phytohormone signaling

  • 首先说明ABA能够增强植物的耐热性,并且植物对于热响应的途径或者因子研究的不透彻

  • SPL转录因子在其他作物中已有的研究和报道,已经基因家族成员的分布情况;让作者选择了SPL1、SPL12作为下一步要研究的对象

result

  1. SPL突变后发现,双突表现为不育,但是将里面的花粉粒取出受精能够正常的生成种子;说明突变的基因可能是导致花没有展开。进行RNA-seq测序后,在双突与野生型中只有97个差异表达基因。进行GO功能富集分析也只富集到在生殖生长过程中,一些与压力反应相关的通路;而花序发育相关的通路没有受到明显的影响。为了进一步研究它的功能,分别在不同温度进行热激处理,然后将处理后的花序表型进行分类。

  2. 在野生型和突变体中超表达SPL基因,发现增强植物的耐热性和产量。

    • 野生型在热处理后有1939对基因上调,1479对下调

    • 对这些基因进行GO功能富集分析,表明热激活基因主要参与到压力相关的基因途径,而抑制表达的基因主要参与到细胞和发育途径中。

    • 在突变体中,热处理上调的基因1150,下调表达的基因1357对;与野生型存在明显的不同。

  3. 接下来探究ABA和SPL上下游,代谢通路的关系

参考

  1. Arabidopsis Transcription Factors SPL1 and SPL12 Confer Plant Thermotolerance at Reproductive Stage

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