Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Gene ANGUSTIFOLIA (AN) liên quan đến sự hình thành hình thái tế bào và phản ứng với stress abiotic và biotic ở thực vật bậc cao
Tóm tắt
ANGUSTIFOLIA (AN), một trong các protein thuộc họ CtBP, đóng vai trò chính trong sự hình thành hình thái tế bào phụ thuộc vào vi ống. Phân tích vi mảng của các đồng huyết của AN ở động vật có vú cho thấy AN có thể hoạt động như một yếu tố kích hoạt phiên mã và điều hòa một loạt các gen khác nhau. Đặc điểm di truyền của các đột biến AN cho thấy AN có thể tham gia vào nhiều quá trình sinh học khác ngoài việc điều chỉnh hình thái tế bào. Sử dụng phương pháp di truyền đảo ngược, chúng tôi cung cấp trong bài báo này bằng chứng di truyền, sinh hóa và sinh lý cho vai trò của ANGUSTIFOLIA trong các chức năng sinh học mới khác như phản ứng với stress abiotic và biotic ở thực vật bậc cao. Đột biến an-t1 cắt đứt T-DNA không chỉ thể hiện tất cả các kiểu hình của các đột biến angustifolia null đã được mô tả trước đó, mà còn xử lý tốt hơn so với loại hoang dã khi bị thiếu nước và tấn công của các tác nhân gây bệnh. Sự chịu đựng stress đi kèm với sự điều chỉnh ổn định của hàm lượng H2O2 trong tế bào, malondialdehyde (MDA) từ quá trình peroxid hóa lipid tế bào và sự biểu hiện quá mức của các gen phản ứng với stress. Kết quả của chúng tôi cho thấy ANGUSTIFOLIA hoạt động ngoài việc kiểm soát hình thái tế bào thông qua các mạng tương tác protein chức năng trực tiếp hoặc gián tiếp trung gian các quá trình sinh học khác như hạn hán và tấn công của tác nhân gây bệnh. Kết quả của chúng tôi cho thấy gen ANGUSTIFOLIA tham gia vào một số con đường sinh hóa điều khiển sự hình thành hình thái tế bào và phản ứng với stress abiotic và biotic ở thực vật bậc cao. Kết quả của chúng tôi gợi ý rằng chức năng in vivo của ANGUSTIFOLIA ở thực vật đã bị bỏ qua và cần được nghiên cứu thêm ngoài sự hình thành hình thái tế bào phụ thuộc vào vi ống.
Từ khóa
#ANGUSTIFOLIA #hình thái tế bào #phản ứng với stress #thực vật bậc cao #đường dẫn sinh hóaTài liệu tham khảo
Arkebuer TJ, Norman JM: From cell growth to leaf growth: I. Coupling cell division and cell expansion. Agron J. 1995, 87: 99-105. 10.2134/agronj1995.00021962008700010018x.
Maksymowych R: Cell division and cell elongation in leaf development of Xanthium pensylvanicum. Am J Bot. 1963, 50: 891-901. 10.2307/2439776.
Kotchoni SO, Zakharova T, Mallery EL, El-Din El-Assal S, Le J, Szymanski DB: The association of the Arabidopsis actin-related protein (ARP) 2/3 complex with cell membranes is linked to its assembly status, but not to its activation. Plant Physiol. 2009, 151: 2095-2109. 10.1104/pp.109.143859.
Zhang C, Kotchoni SO, Samuels L, Szymanski DB: SPIKE1 signals originate from and assemble specialized domains of the endoplasmic reticulum. Curr Biol. 2010, 20: 2144-2149. 10.1016/j.cub.2010.11.016.
Hülskamp M, Miséra S, Jürgens G: Genetic dissection of trichome cell development in Arabidopsis. Cell. 1994, 76: 555-566. 10.1016/0092-8674(94)90118-X.
Folkers U, Kirik V, Schöbinger U, Falk S, Krishnakumar S, Pollock MA, Oppenheimer DG, Day I, Reddy AR, Jürgens G, Hülskamp M: The cell morphogenesis gene ANGUSTIFOLIA encodes a CtBP/BARS-like protein and is involved in the control of the microtubulecytoskeleton. EMBO J. 2002, 21: 1280-1288. 10.1093/emboj/21.6.1280.
Chinnadurai G: CtBP family proteins: more than transcriptional corepressors. Bioessays. 2002, 25: 9-12.
Rédei GP: Single locus heterosis. Z Vererbungsl. 1962, 93: 164-170.
Hauge BM, Hanley SM, Cartinhour S, Cherry JM, Goodmann HM, Koornneef M, Stam P, Chang C, Kempin S, Medrano L, Meyerowitz EM: An integrated genetic/RFLP map of the Arabidopsis thaliana genome. Plant J. 1993, 3: 745-754. 10.1111/j.1365-313X.1993.00745.x.
Kim GT, Shoda K, Tsuge T, Cho KH, Uchimiya H, Yokoyama R, Nishitani K, Tsukaya H: The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation. EMBO J. 2002, 21: 1267-1279. 10.1093/emboj/21.6.1267.
Cho K, Shindo T, Kim G, Nitasaka E, Tsukaya H: Characterization of a member of the AN subfamily, IAN, from Ipomoea nil. Plant Cell Physiol. 2005, 46: 250-255. 10.1093/pcp/pci020.
Schaeper U, Boyd JM, Verma S, Uhlmann E, Subramanian T, Chinnadurai G: Molecular cloning and characterization of a cellular phosphoprotein that interacts with a conserved C-terminal domain of adenovirus E1A involved in negative modulation of oncogenic transformation. Proc Natl Acad Sci USA. 1995, 92: 10467-10471. 10.1073/pnas.92.23.10467.
Nardini M, Spanò S, Cericola C, Pesce A, Massaro A, Millo E, Luini A, Corda D, Bolognesi M: CtBP/BARS: a dual-function protein involved in transcription co-repression and Golgi membrane fission. EMBO J. 2003, 22: 3122-3130. 10.1093/emboj/cdg283.
Stern MD, Aihara H, Cho KH, Kim GT, Horiguchi G, Roccaro GA, Guevara E, Sun HH, Neggri D, Tsukaya H, Nibu Y: Structurally related Arabidopsis ANGUSTIFORLIA is functionally distinct from the transcriptional corepressor CtBP. Dev Genes Evol. 2007, 217: 759-769. 10.1007/s00427-007-0186-8.
Minamisawa N, Sato M, Cho K-H, Ueno H, Takechi K, Kajikawa M, Yamato KT, Ohyama K, Toyooka K, Kim G-T, Horiguchi G, Takano H, Ueda T, Tsukaya H: ANGUSTIFOLIA, a plant homolog of CtBP/BARS, functions outside the nucleus. Plant J. 2011, 68: 788-799. 10.1111/j.1365-313X.2011.04731.x.
Uhlrig JF, Mutondo M, Zimmermann I, Deeks MJ, Machesky LM, Thomas P, Uhrig S, Rambke C, Hussey PJ, Hulskamp M: The role of Arabidopsis SCAR genes in ARP2-ARP3-dependent cell morphogenesis. Development. 2007, 134: 967-977. 10.1242/dev.02792.
Zhang C, Mallery EL, Schlueter J, Huang S, Fan Y, Brankle S, Staiger CJ, Szymanski DB: Arabidopsis SCARs function interchangeably to meet actin-related protein 2/3 activation thresholds during morphogenesis. Plant Cell. 2008, 20: 995-1011. 10.1105/tpc.107.055350.
Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K: Arabidopsis DNA encoding two desiccation-responsive rd29 genes. Plant Physiol. 1993, 101: 1119-1120. 10.1104/pp.101.3.1119.
Kotchoni SO, Kuhns C, Ditzer A, Kirch H-H, Bartels D: Overexpression of different aldehyde dehydrogenase genes in Arabidopsis thaliana confers tolerance to abiotic stress and protects plants against lipid peroxidation and oxidative stress. Plant Cell Environ. 2006, 29: 1033-1048. 10.1111/j.1365-3040.2005.01458.x.
Wang C, Marshall A, Zhang D-B, Zoe A, Wilson ZA: ANAP: an integrated knowledge base for Arabidopsis protein interaction network analysis. Plant Physiol. 2002, 158: 1523-1533.
Nibu Y, Zhang H, Bajor E, Barolo S, Small S, Levine M: dCtBP mediates transcriptional repression by Knirps, Kruppel and Snail in the Drosophila embryo. EMBO J. 1998, 17: 7009-7020. 10.1093/emboj/17.23.7009.
Casson SA, Lindsey K: The turnip mutant of Arabidopsis reveals that LEAFY COTYLEDON1 expression mediates the effects of Auxin and sugars to promote embryonic cell identity. Plant Physiol. 2006, 142: 526-541. 10.1104/pp.106.080895.
Rossmann MG, Moras D, Olsen KW: Chemical and biological evolution of nucleotide-binding protein. Nature. 1974, 250: 194-199. 10.1038/250194a0.
Schmitz F, Konigstorfer A, Sudhof TC: RIBEYE, a component of synaptic ribbons: a protein’s journey through evolution provides insight into synaptic ribbon function. Neuron. 2000, 28: 857-872. 10.1016/S0896-6273(00)00159-8.
Zhang Q, Piston DW, Goodman RH: Regulation of corepressor function by nuclear NADH. Science. 2002, 295: 1895-1897.
Laloi C, Apel K, Danon A: Reactive oxygen signalling: the latest news. Curr Opin Plant Biol. 2004, 7: 323-328. 10.1016/j.pbi.2004.03.005.
Barth C, Moeder W, Klessig DF, Conklin PL: The timing of senescence and response to pathogens is altered in the ascorbate-deficient Arabidopsis mutant vitamin c-1. Plant Physiol. 2004, 134: 1784-1792. 10.1104/pp.103.032185.
Kotchoni SO, Larrimore KE, Mukherjee M, Kempinski CF, Barth C: Alterations in the endogenous ascorbic acid content affect flowering time in Arabidopsis. Plant Physiol. 2009, 149: 803-815.
An Y-Q, McDowell JM, Huang S, McKinney EC, Chambliss S, Meagher RB: Strong, constitutive expression of the Arabidopsis ACT2/ACT8 actin subclass in vegetative tissues. Plant J. 1996, 10: 107-121. 10.1046/j.1365-313X.1996.10010107.x.
Tiedemann AV: Evidence for a primary role of active oxygen species in induction of host cell death during infection of bean leaves with Botrytis cinerea. Physiol Mol Plant Pathol. 1997, 50: 151-166. 10.1006/pmpp.1996.0076.