The Plant Cell|中科院刘宏涛团队揭示了光信号通过COR27和COR28精细调控光形态建成新机制

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员刘宏涛团队在国际学术期刊The Plant Cell(IF:9.618)在线发表了题为“COR27 and COR28 are Novel Regulators of the COP1–HY5 Regulatory Hub and Photomorphogenesis in Arabidopsis”的研究论文,揭示了光信号通过COR27和COR28精细调控光形态建成新机制。

文章来源

为了阐明蓝光稳定COR27和COR28蛋白的机制,我们在拟南芥cDNA文库上进行了酵母双杂交筛选以鉴定与COR27和COR28相互作用的蛋白,结果显示COR27和COR28与COP1相互作用,双分子荧光实验也表明COP1与植物细胞中的COR27和COR28相互作用。COP1是光信号转导中的核心抑制因子,通过调控bZIP类转录因子HY5的蛋白稳定性而负调控光形态建成。

图1. COR27和COR28与COP1交互

图1. COR27和COR28与COP1交互

为了研究COR27和COR28是否可能在调节光形态发生中起作用,我们在恒定的白光,长日条件,短日条件或黑暗中生长了Col-0,COR27,COR28,COR27,COR28和过表达COR27或COR28的转基因幼苗。结果表明,COR27和COR28促进下胚轴伸长,并充当蓝光,红光和远红光介导的下胚轴伸长抑制的负调节剂。

图2:COR27和COR28促进下胚轴伸长               

图2:COR27和COR28促进下胚轴伸长

 COR27和COR28调节光形态发生和下游延伸相关基因的表达,我们使用酵母双杂交试验测试COR27,COR28和已知参与调节下胚轴伸长的各种蛋白质之间的相互作用,在测试的32种蛋白中,HY5与COR27和COR28相互作用,表明它们可能共同起作用以调节转录和光形态发生。COR27和COR28和HY5共同调控了235个基因,对于这些基因中的53.2%,cor27 cor28双重突变体与hy5具有相反的作用,其中17.9%被HY5促进,但被COR27和COR28抑制,其余35.3%被HY5抑制,但被COR27和COR28促进,这些结果表明,COR27,COR28和HY5以相反的方式作用于大量共同基因的调控。

图3:COR27和COR28与HY5相互作用以调节各种基因的表达

图3:COR27和COR28与HY5相互作用以调节各种基因的表达

 

参考文献

 【1】Arabidopsis CAM7 and HY5 physically interact and directly bind to the HY5 promoter to regulate its expression and thereby promote photomorphogenesis. The Plant cell 26, 1036-1052(2014)

【2】Differential expression of RNA-Seq data at the gene level-the DESeq package. European Molecular Biology Laboratory (EMBL)(2013)

【3】Regulatory hierarchy of photomorphogenic loci: allele-specific and light-dependent interaction between the HY5 and COP1 loci. The Plant cell 6, 613-628.(1994)

文章链接http://www.plantcell.org/content/early/2020/08/07/tpc.20.00195

COR27与COR28负调控光形态建成的模式图

COR27与COR28负调控光形态建成的模式图

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The Plant Cell|中科院刘宏涛团队揭示了光信号通过COR27和COR28精细调控光形态建成新机制
幼苗在黑暗中进行暗形态建成,下胚轴伸长,子叶闭合、黄化,产生顶端弯钩,以便于突破土壤而进入光照环境,见光后迅速开始光形态建成,下胚轴伸长受到抑制,子叶张开并转绿以进行光合作用。植物在漫长的进化过程中进化出敏感的信号系统来调节光形态形成,以响应不断变化的光环境。
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