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The hb40-JUB1 transcriptional regulatory network controls gibberellin homeostasis in Arabidopsis

Molecular Plant 2022年第2期15卷 322-339页

作者： Shuchao Dong Danuse Tarkowska Mastoureh Sedaghatmehr Maryna Welsch Saurabh Gupta Bernd Mueller-Roeber Salma Balazadeh Max-Planck Institute of Molecular Plant Physiology Am Mühlenberg 114476 Potsdam-GolmGermany Institute of Biology Leiden UniversitySylviusweg 722333 BE LeidenThe Netherlands Laboratory of Growth Regulators Czech Academy of SciencesInstitute of Experimental Botany&Palacky UniversityŠlechtitelû2778371 OlomoucCzech Republic University of Potsdam Institute of Biochemistry and BiologyKarl-Liebknecht-Stra?e 24-25Haus 2014476 Potsdam-GolmGermany

The gibberellins(GAs)are phytohormones that play fundamental roles in almost every aspect of plant growth and development.Although GA biosynthetic and signaling pathways are well understood,the mechanisms that control GA homeostasis remain largely unclear in plants.Here,we demonstrate that the homeobox transcription factor(TF)hb40 of the HD-Zip family regulates GA content at two additive con-trol levels in Arabidopsis thaliana.We show that hb40 expression is induced by GA and in turn reduces the levels of endogenous bioactive GAs by simultaneously reducing GA biosynthesis and increasing GA deac-tivation.Consistently,hb40 overexpression leads to typical GA-deficiency traits,such as small rosettes,reduced plant height,delayed flowering,and male sterility.By contrast,a loss-of-function hb40 mutation enhances GA-controlled growth.Genome-wide RNA sequencing combined with molecular-genetic ana-lyses revealed that hb40 directly activates the transcription of JUNGBRUNNEN1(JJUB1),a key TF that re-presses growth by suppressing GA biosynthesis and signaling.hb40 also activates genes encoding GA 2-oxidases(GA2oxs),which are major GA-catabolic enzymes.The effect of hb40 on plant growth is ultimately mediated through the induction of nuclear growth-repressing DELLA proteins.Collectively,our results reveal the important role of the hb40-JUB1 regulatory network in controlling GA homeostasis during plant growth.

关键词： Arabidopsis growth gibberellin homeostasis transcription factor hb40 JUB1 GA 2-oxidase DELLA proteins

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水稻hb转录因子家族基因克隆与Oshb40、Oshb102功能初步研究

水稻HB转录因子家族基因克隆与OsHB40、OsHB102功能初步研究

引用

作者：孙禹吉林大学

学位级别：硕士

hb（同源异型盒）转录因子是植物体内一类非常重要的调节蛋白，对于植物形态建成、激素应答、生物胁迫以及非生物胁迫响应方面有着重要的调控作用。本研究以水稻日本晴品种为材料，使用GatewayTM技术共克隆得到了69个编码水稻hb转录因... 详细信息

hb（同源异型盒）转录因子是植物体内一类非常重要的调节蛋白，对于植物形态建成、激素应答、生物胁迫以及非生物胁迫响应方面有着重要的调控作用。本研究以水稻日本晴品种为材料，使用GatewayTM技术共克隆得到了69个编码水稻hb转录因子的基因，分别构建到了转录激活表达载体VP64-pCambia1301-UbiN和转录抑制表达载体EAR-pCambia1301-UbiN中，使用根癌农杆菌介导的方法将其转入水稻愈伤组织中，并对转基因植株进行了PCR检测和Western Blot鉴定。本实验中，对转hb40基因植株田间观察以及株高和产量等数据进行统计分析发现，转hb40基因植株株高降低。对hb40基因启动子序列分析发现有一个响应SA的顺式作用元件，利用实时荧光定量研究了hb40基因对外源SA响应表达模式。结果显示，外源的SA能够增强hb40基因在水稻嫩叶中的表达，推测hb40可能调节植株高度，并响应SA的诱导表达，在植物生长发育过程中起到调节作用。对转hb102基因植株表型分析发现，转hb102基因植株株高比野生型有明显的矮化现象，推测hb102可能是调节植株高度的一个转录因子。原核表达发现hb102蛋白是一种可溶性蛋白，亚细胞定位发现其定位在细胞核中。酵母双杂交实验发现hb39(Os02g08544.1)与OFP20(Os05g36970.1)有微弱的相互作用。

关键词：水稻 hb hb40 hb102

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