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bki1 Regulates Plant Architecture through Coordinated Inhibition of the Brassinosteroid and ERECTA Signaling Pathways in Arabidopsis

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Molecular Plant 2017年第2期10卷 297-308页

作者： Dongxu Wang Cangjing Yang Haijiao Wang Zhihua Wu Jianjun Jiang Jingjing Liu Zhuona He Fang Chang Hong Ma Xuelu Wang State Key Laboratory of Genetic Engineering Department of Genetics School of Life Sciences Fudan University Shanghai 200438 China College of Life Science and Technology Huazhong Agricultural University No 1 Shizishan Street Wuhan Hubei 430070 China Ministry of Education Key Laboratory of Biodiversity Sciences and Ecological Engineering and Institute of Biodiversity Sciences Institute of Plant Biology School of Life Sciences Fudan University Shanghai 200438 China

Hundreds of leucine-rich repeat receptor-like kinases （LRR-RLKs） play indispensable roles in a wide range of plant developmental and physiological processes. The mechanisms controlling LRR-RLKs at a basal and inactive status are essential but rarely studied. bki1 is the only reported inhibitor of receptor kinases in Arabidopsis, which negatively regulates BRI1 in the brassinosteroid pathway. In this study, we found that bki1 can also interact with another important LRR-RLK, ERECTA （ER）. Phenotypic analysis showed that bki1 and ER together regulate plant architecture, including pedicel orientation, which is a newly reported phenotype in the BR- and ER-mediated developmental processes. Gene expression analysis revealed that bki1 regulates a subset of ER-responsive genes. Kinase assays demonstrated that bki1 inhibits ER kinase activity. In addition, the release of bki1 inhibition on ER signaling relies largely on BRI1 activation. Our data provide significant insights into the regulation and activation of RLKs and suggest that bki1 functions as a common suppressor of the BRI1 and ER signaling pathways.

关键词： bki1 receptor-like kinase ERECTA kinase inhibitor pedicel orientation crosstalk

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bki1通过其22个氨基酸区域与BRI1的互作来调控油菜素甾醇信号

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复旦学报（自然科学版） 2011年第3期50卷 320-327,F0002页

作者：关钰王海娇王学路复旦大学生命科学学院植物科学研究所上海200433 复旦大学遗传工程国家重点实验室上海200433

油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs)是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,在植物的生长发育过程中起重要作用.植物通过位于细胞膜上的富含丝/苏氨酸的类受体蛋白激酶BRI1感知BR信号.当感受到BR信号后,BRI1的负调控蛋白bki1就会从细胞膜... 详细信息

油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs)是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,在植物的生长发育过程中起重要作用.植物通过位于细胞膜上的富含丝/苏氨酸的类受体蛋白激酶BRI1感知BR信号.当感受到BR信号后,BRI1的负调控蛋白bki1就会从细胞膜上解离,解除对BRI1的抑制,使BR信号向下传递.但是bki1是如何与BRI1结合从而发挥负调节作用的生化机制目前未知.首先以bki1-RNAi转基因植物为材料,从表型、内源bki1的mRNA水平和下胚轴长度等方面证明了内源bki1的减少可以增强BR信号的输出.之后的同源比对发现bki1 C末端有2个氨基酸保守区域,并且在二级结构预测中发现其中的一个22个氨基酸保守区域是C末端唯一的α螺旋结构.同时通过酵母双杂交实验证明该保守区域是bki1和BRI1互作不可缺少的区域.最后我们发现这22个保守氨基酸缺失后bki1的定位发生了改变,由原来的细胞膜和细胞质定位变成了细胞膜、细胞质和细胞核定位.从而确定了bki1与BRI1互作的最小区域位于304-325.

关键词：油菜素甾醇 bki1 BRI1 酵母双杂交信号转导

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油菜素甾醇信号通路中bki1互作蛋白ERD7的筛选与鉴定

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复旦学报（自然科学版） 2014年第3期53卷 313-320页

作者：程鳞张弛蒋建军苏伟王学路复旦大学生命科学学院植物科学研究所上海200433 复旦大学遗传工程国家重点实验室上海200433

油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)是一类重要的调控植物生长发育的激素,bki1在BR信号转导通路中具有正负调控的双重功能.为了深入研究BK11正/负调控BR信号通路的分子机制,本研究使用bki1作为诱饵蛋白对拟南芥cDNA文库进行酵母双杂交筛选... 详细信息

油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)是一类重要的调控植物生长发育的激素,bki1在BR信号转导通路中具有正负调控的双重功能.为了深入研究BK11正/负调控BR信号通路的分子机制,本研究使用bki1作为诱饵蛋白对拟南芥cDNA文库进行酵母双杂交筛选,获得了一段新的与BR信号通路组分bki1相互作用的肽段,BLAST搜索显示该肽段与拟南芥ERD7的N端序列一致.生物信息学分析表明ERD7是一个植物特异表达基因,在单子叶、双子叶、以及低等植物中保持很高的一致性.酵母双杂交方法证实全长ERD7与bki1能够相互作用,Pull-down分析证实这两个基因在植物体内直接相互作用,烟草细胞瞬时表达显示ERD7和bki1能够共定位于细胞质和细胞膜.bki1和ERD7相互作用的发现为进一步研究bki1的调控机制奠定了基础.

关键词： bki1 ERD7 酵母双杂交油菜素甾醇信号通路

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油菜素甾醇信号通路中bki1互作蛋白Hsp70的筛选与鉴定

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复旦学报（自然科学版） 2015年第6期54卷 734-741,751,F0002页

作者：杨秦张弛蒋建军王学路复旦大学生命科学学院植物科学研究所上海200438 复旦大学遗传工程国家重点实验室上海200438 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

植物激素油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs)在植物生长发育过程中起着重要作用.bki1和14-3-3蛋白都具有正负调控BR信号通路的双重功能.为了进一步研究bki1调控BR信号通路的分子机制,本研究用bki1的过表达植株35S∶∶bki1-FLAG进行液相色... 详细信息

植物激素油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs)在植物生长发育过程中起着重要作用.bki1和14-3-3蛋白都具有正负调控BR信号通路的双重功能.为了进一步研究bki1调控BR信号通路的分子机制,本研究用bki1的过表达植株35S∶∶bki1-FLAG进行液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)分析bki1复合体组分,发现bki1复合体中含有分子伴侣Hsp70.bki1与Hsp70共定位在细胞膜和细胞质上.FoldIndex工具预测发现bki1存在内在无序区域(Intrinsically Disordered Regions,IDR),表明在细胞中bki1可能需要Hsp70帮助其正确折叠.半体内pull-down和双分子荧光互补实验(BiFC)表明bki1可以与Hsp70在植物体内互作.同时,截短实验结果表明bki1与Hsp70的底物结合结构域相互作用,是Hsp70的底物.

关键词： bki1 Hsp70 油菜素甾醇信号通路

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bki1和BRI1互作最小区域的鉴定及功能探讨

BKI1和BRI1互作最小区域的鉴定及功能探讨

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作者：关钰复旦大学

学位级别：硕士

研究背景油菜素甾醇（Brassinosteroids, BRs）是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,在植物的生长发育过程中起重要作用。经过十几年的研究,BR信号通路中的许多关键元件都已经被发现,BR信号通路也越来越清晰。植物通过位于细胞... 详细信息

研究背景油菜素甾醇（Brassinosteroids, BRs）是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,在植物的生长发育过程中起重要作用。经过十几年的研究,BR信号通路中的许多关键元件都已经被发现,BR信号通路也越来越清晰。植物通过位于细胞膜上的类受体蛋白激酶BRI1感知BR信号,当感受到BR信号后,BRI1的负调控蛋白BK11就会从细胞膜上解离,解除对BRI1的抑制,使BR信号向下游传递。现有的研究结果并没有对BRI1和其互作蛋白之间的调控机制作详细的报道,而作为BRI1的负调控子,bki1与BRI1互作及调控机制也没有相关报道。研究目的探究bki1是如何与BRI1结合从而发挥负调节作用的生化机制,并且从bkil的结构预测出发对bki1进行更深入的研究。材料与方法：材料： bki1-RNAi, bki1-YFP,△304-325-bki1- YFP,304-325-bki1- YFP转基因植物;各种截短的bki1-pEXP-AD502酵母表达载体。方法： 1.采用qRT-PCR的方法检测内源bki1在转录水平的表达量;2.通过下胚轴伸长实验对BR信号的输出强弱进行定性分析;3.通过Blast、多序列比对、蛋白质二级结构预测等方法对bkil进行生物信息学分析,从蛋白质结构上对bki1进行初步研究;4.使用酵母双杂交实验寻找bki1和BRI1互作的最小区域并检测该区域是否是唯一的且必须的互作区域;5.转基因烟草瞬时表达用于快速观察bki1、A304-325-bki1和304-325-bki1的亚细胞定位,揭示304-325在维持bki1构象中的作用。结果以bki1-RNAi转基因植物为材料,从表型、内源bki1的mRNA水平和下胚轴长度等方面证明了内源bki1的减少可以增强BR信号的输出。之后的同源比对发现bki1 C末端有两个氨基酸保守区域,并且在二级结构预测中发现其中的一个22个氨基酸的保守区域是C末端唯一的α螺旋结构。通过酵母双杂交实验证明该保守区域是bki1和BRI1互作不可缺少的区域最后通过烟草定位发现这22个保守氨基酸缺失后bki1的定位发生了改变,由原来的细胞膜和细胞质定位变成了细胞膜、细胞质和细胞核定位。从而确定了bki1与BRI1互作的最小区域位于304-325,且初步推测该基序在维持bki1构象中有一定贡献。结论 304-325是bki1 C末端的一段保守区域,同时也是一个α螺旋结构,该基序是bki1和BRI1互作的最小区域,并且该基序对于维持bki1的三维构象有一定的贡献。

关键词：油菜素甾醇 bki1 BRI1 酵母双杂交信号转导

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油菜素甾醇信号通路中bki1互作蛋白的筛选

油菜素甾醇信号通路中BKI1互作蛋白的筛选

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作者：魏颖复旦大学

学位级别：硕士

油菜素甾醇(Brassinosteroids, BRs)是继五大激素之后发现的第六类植物激素,对于植物的发育起着极其重要的作用。自从1979年发现油菜素甾醇的化学结构以来,该领域的研究进展迅速。油菜素甾醇的信号通路已成为研究得最为清晰的植物激素... 详细信息

油菜素甾醇(Brassinosteroids, BRs)是继五大激素之后发现的第六类植物激素,对于植物的发育起着极其重要的作用。自从1979年发现油菜素甾醇的化学结构以来,该领域的研究进展迅速。油菜素甾醇的信号通路已成为研究得最为清晰的植物激素信号通路之一。本文是基于2006年《Science》上发表的通路上游元件bki1而做的探索性研究。我们使用酵母双杂交的方法,筛选到bki1的一个互作蛋白,即AT2G06010基因编码的蛋白。通过对于它的基因信息和生理信息研究,来进一步探索BR通路具体的作用机制。

关键词：油菜素甾醇 bki1 酵母双杂交

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Brassinosteroid signaling network and plant development

Brassinosteroid signaling network and plant development

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2013全国植物生物学大会

作者： WANG Haijiao YANG Cangjin ZHU Wenjiao WANG Xuelu State Key Laboratory of Genetic Engineering Institute of Plant BiologySchool of Life SciencesFudan University

Brassinosteroids(BRs) are a class of plant specific steroid hormones and play essential role in regulating various developmental processes in plants.BRs are perceived by a cell surface leucine-rich re

关键词： Brassinosteroids signal transduction plant development protein kinase 14-3-3 bki1

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A novel brassinosteroid signaling pathway from receptor to transcription factors and its role in plant development

A novel brassinosteroid signaling pathway from receptor to t...

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2011全国植物生物学研讨会

作者： Haijiao Wang,Cangjin Yang,Chi Zhang,Niyan Wang,and Xuelu Wang The State Key Laboratory of Genetic Engineering,The School of Life Sciences,Fudan University, Shanghai 200433,P.R.China

Brassinosteroid(BR) signaling is essential for BR’s function in regulating various physiological and developmental processes in plants.The plasma membrane-localized BR receptor,BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1(BRI1),is kept quiescent in the absence of steroids,largely due to a plasma membrane associated negative regulator,BRI1 KINASE INHIBITOR 1(bki1).BR stimulus can rapidly induce bki1’s dissociation from the plasma membrane and its cytosolic localization.However,the mechanism by which bki1 associates with and dissociates

关键词： Brassinosteroids bki1 phosphorylation signal transduction growth and development transcription factor male fertility biomass

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