Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tích hợp của ACC do ACS2 sinh ra với cân bằng nội môi IAA do GH3 điều tiết trong sự kéo dài r кор chính của cây giống Arabidopsis chịu căng thẳng NaCl
Tóm tắt
Sự phát triển của rễ cây được điều khiển bởi auxin (IAA) và etylene. Nồng độ IAA thích hợp được điều chỉnh bởi nhiều sự kiện, chẳng hạn như sinh tổng hợp IAA, kết hợp và phân hủy. Mức độ etylene và tiền chất 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) phụ thuộc vào hoạt động của các enzyme tổng hợp ACC (ACSs). Tuy nhiên, một số câu hỏi đã được đặt ra: liệu các thành viên của gia đình ACS có thể điều chỉnh cụ thể nồng độ ACC theo phản ứng với căng thẳng NaCl không, và nếu có thì như thế nào? Sự sản xuất ACC ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng IAA trong quá trình phát triển rễ của cây giống Arabidopsis? Tại đây, các quan sát của chúng tôi cho thấy rằng sự ức chế sự phát triển của rễ do NaCl lớn hơn ở các đột biến thiếu ACS2 acs2-1 và acs2-2 do sự giảm tích lũy ACC và IAA ở đầu rễ của chúng, trong khi sự giảm này đã được khôi phục ở các sinh vật chuyển gen, bao gồm các dòng tương hợp ACS2 (ACS2/acs2-1) và biểu hiện quá mức ACS2 (ACS2-OE). Dữ liệu cho thấy rằng mức độ IAA giảm là do hoạt động tăng của các enzyme kết hợp IAA, chẳng hạn như GH3.5 và GH3.9. Những kết quả này gợi ý rằng hoạt động của ACS2 là một yếu tố phản ứng sớm trong con đường tín hiệu của sự phát triển rễ bị ức chế bởi NaCl.
Từ khóa
#ACS2 #ACC #IAA #cây giống Arabidopsis #căng thẳng NaCl #enzyme GH3.Tài liệu tham khảo
Abeles FB, Morgan PW, Saltveit ME Jr (1992) Ethylene in plant biology, 2nd edn. Academic Press, San Diego
Alessio VM, Cavaçana N, Dantas LLB, Lee N, Hotta CT, Imaizumi T, Menossi M (2018) The FBH family of bHLH transcription factors controls ACC synthase expression in sugarcane. J Exp Bot 69(10):2511–2525
Bleecker AB, Kende H (2000) Ethylene: a gaseous signal molecule in plants. Ann Rev Cell Dev Biol 16(1):1–18
Cao WH, Liu J, He XJ, Mu RL, Zhou HL, Chen SY, Zhang JS (2007) Modulation of ethylene responses affects plant salt-stress responses. Plant Physiol 143(2):707–719
Ding ZJ, Yan JY, Li CX, Li GX, Wu YR, Zheng SJ (2015) Transcription factor WRKY46 modulates the development of Arabidopsis lateral roots in osmotic/salt stress conditions via regulation of ABA signaling and auxin homeostasis. Plant J 84(1):56–69
Feng S, Yue R, Tao S, Yang Y, Zhang L, Xu M, Wang H, Shen C (2015) Genome-wide identification, expression analysis of auxin-responsive GH3 family genes in maize (Zea mays L.) under abiotic stresses. J Integr Plant Biol 57(9):783–795
Fior S, Gerola PD (2009) Impact of ubiquitous inhibitors on the GUS gene reporter system: evidence from the model plants Arabidopsis, tobacco and rice and correction methods for quantitative assays of transgenic and endogenous GUS. Plant Methods 5(1):19
Grieneisen VA, Xu J, Marée AF, Hogeweg P, Scheres B (2007) Auxin transport is sufficient to generate a maximum and gradient guiding root growth. Nature 449(7165):1008–1013
Hall KC, Pearce DME, Jackson MB (1989) A simplified method for determining 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) in plant tissues using a mass selective detector. Plant Growth Regul 8(4):297–307
Han S, Fang L, Ren X, Wang W, Jiang J (2015a) MPK6 controls H2O2-induced root elongation by mediating Ca2+ influx across the plasma membrane of root cells in Arabidopsis seedlings. New Phytol 205(2):695–706
Han S, Wang CW, Wang WL, Jiang J (2015b) Mitogen-activated protein kinase 6 controls root growth in Arabidopsis by modulating Ca2+-based Na+ flux in root cell under salt stress. J Plant Physiol 171(5):26–34
Korasick DA, Enders TA, Strader LC (2013) Auxin biosynthesis and storage forms. J Exp Bot 64(9):2541–2555
Lavenus J, Goh T, Roberts I, Guyomarc’h S, Lucas M, De Smet I, Fukaki H, Beeckman T, Bennett M, Laplaze L (2013) Lateral root development in Arabidopsis: fifty shades of auxin. Trends Plant Sci 18(8):450–458
Li Z, Zhang L, Yu Y, Quan R, Zhang Z, Zhang H, Huang R (2011) The ethylene response factor AtERF11 that is transcriptionally modulated by the bZIP transcription factor HY5 is a crucial repressor for ethylene biosynthesis in Arabidopsis. Plant J 68(1):88–99
Li J, Jia H, Wang J (2014) cGMP and ethylene are involved in maintaining ion homeostasis under salt stress in Arabidopsis roots. Plant Cell Rep 33(3):447–459
Li Q, Yin M, Li Y, Fan C, Yang Q, Wu J, Zhang C, Wang H, Zhou Y (2015) Expression of Brassica napus TTG2, a regulator of trichome development, increases plant sensitivity to salt stress by suppressing the expression of auxin biosynthesis genes. J Exp Bot 66(19):5821–5836
Li X, Pan Y, Chang B, Wang Y, Tang Z (2016) NO Promotes seed germination and seedling growth under high salt may depend on EIN3 protein in Arabidopsis. Front Plant Sci 6(346):1203
Lin Z, Zhong S, Grierson D (2009) Recent advances in ethylene research. J Exp Bot 60(12):3311–3336
Lin Y, Yang L, Paul M, Zu Y, Tang Z (2013) Ethylene promotes germination of Arabidopsis seed under salinity by decreasing reactive oxygen species: evidence for the involvement of nitric oxide simulated by sodium nitroprusside. Plant Physiol Biochem 73(6):211–218
Liu Y, Shi Z, Yao L, Yue H, Li H, Li C (2013) Effect of IAA produced by Klebsiella oxytoca Rs-5 on cotton growth under salt stress. J Gen Appl Microbiol 59(1):59–65
Ljung K (2013) Auxin metabolism and homeostasis during plant development. Development 140(5):943–950
Matsuo T, Yamaguchi S, Mitsui S, Emi A, Shimoda F, Okamura H (2003) Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo. Science 302(5643):255–259
Mellor N, Band LR, Pěnčík A, Novák O, Rashed A, Holman T, Wilson MH, Voß U, Bishopp A, King JR, Ljung K, Bennett MJ, Owen MR (2016) Dynamic regulation of auxin oxidase and conjugating enzymes AtDAO1 and GH3 modulates auxin homeostasis. Proc Natl Acad Sci USA 113(39):11022–11027
Morgan PW, Drew MC (1997) Ethylene and plant responses to stress. Physiol Plantarum 100(3):620–630
Nazar R, Khan MI, Iqbal N, Masood A, Khan NA (2014) Involvement of ethylene in reversal of salt-inhibited photosynthesis by sulfur in mustard. Physiol Plant 152(2):331–344
Normanly J (2010) Approaching cellular and molecular resolution of auxin biosynthesis and metabolism. Cold Spring Harb Perspect Biol 2(1):a001594
Růžička K, Ljung K, Vanneste S, PodhorskáR Beeckman T, Friml J, Benková E (2007) Ethylene regulates root growth through effects on auxin biosynthesis and transport-dependent auxin distribution. Plant Cell 19(7):2197–2212
Singh VK, Jain M, Garg R (2015) Genome-wide analysis and expression profiling suggest diverse roles of GH3 genes during development and abiotic stress responses in legumes. Front Plant Sci 5:789
Skottke KR, Yoon GM, Kieber JJ, DeLong A (2011) Protein phosphatase 2A controls ethylene biosynthesis by differentially regulating the turnover of ACC synthase isoforms. PLoS Genet 7(4):e1001370
Tsuchisaka A, Theologis A (2004) Unique and overlapping expression patterns among the Arabidopsis 1-amino-cyclopropane-1-carboxylate synthase gene family members. Plant Physiol 136(2):2982–3000
Tsuchisaka A, Yu G, Jin H, Alonso JM, Ecker JR, Zhang X, Gao S, Theologis A (2009) A combinatorial interplay among the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate isoforms regulates ethylene biosynthesis in Arabidopsis thaliana. Genetics 183(3):979–1003
Vahala J, Ruonala R, Keinänen M, Tuominen H, Kangasjärvi J (2003) Ethylene insensitivity modulates ozone-induced cell death in birch. Plant Physiol 132(1):185–195
Wang H, Liang X, Wan Q, Wang X, Bi Y (2009) Ethylene and nitric oxide are involved in maintaining ion homeostasis in Arabidopsis callus under salt stress. Planta 230(2):293–307
Yang C, Ma B, He SJ, Xiong Q, Duan KX, Yin CC, Chen H, Lu X, Chen SY, Zhang JS (2015) MAOHUZI6/ETHYLENE INSENSITIVE3-LIKE1 and ETHYLENE INSENSITIVE3-LIKE2 regulate ethylene response of roots and coleoptiles and negatively affect salt tolerance in rice. Plant Physiol 169(1):148–165
Yu YB, Adams DO, Yang SF (1979) 1-Aminocyclopropanecarboxylate synthase, a key enzyme in ethylene biosynthesis. Arch Biochem Biophys 198(1):280–286
Zhang J, Peer WA (2017) Auxin homeostasis: the DAO of catabolism. J Exp Bot 68(12):3145–3154
