茉莉酸 (JA) 和赤霉素 (GA) 作为植物体内两类重要的激素,广泛参与植物生长发育过程。目前,JA和GA信号之间的交互调控机制已经有所报道。然而,JA和GA信号之间的交互网络,以及二者共同调控植物次生代谢的内在机制还有待进一步研究。

JIPB近日在线发表了中国科学院武汉植物园韩月彭/安建平团队题为“MdZFP7 integrates JA and GA signals via interaction with MdJAZ2 and MdRGL3a in regulating anthocyanin biosynthesis and undergoes degradation by the E3 ubiquitin ligase MdBRG3”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.13862) 。该团队鉴定出一个正调控苹果花青素合成和果实着色的锌指蛋白MdZFP7,并进一步揭示了MdZFP7在转录和翻译后水平整合JA和GA信号的精细调控网络。

研究发现,MdZFP7是苹果花青素合成和果实着色的正调控因子,它通过直接激活MdMYB1的表达,并增强MdWRKY6对靶基因MdDFR和MdUF3GT的转录激活作用来发挥其功能。MdZFP7通过与JA信号阻遏蛋白MdJAZ2和GA信号阻遏蛋白MdRGL3a相互作用,实现对JA和GA信号的整合。MdJAZ2减弱了MdZFP7对MdMYB1的转录激活作用,并破坏了MdZFP7与MdWRKY6的相互作用,从而抑制MdZFP7所促进的花青素合成和果实着色。MdRGL3a通过从MdJAZ2-MdZFP7蛋白复合体中隔离MdJAZ2,有助于MdZFP7对花青素合成的促进作用。E3泛素连接酶MdBRG3受到JA和GA的拮抗调控,并靶向MdZFP7的泛素化降解。MdBRG3-MdZFP7模块将JA和GA信号的相互作用从转录调控层面推进到了蛋白翻译后修饰水平。总之,这项研究不仅阐明了MdZFP7在整合JA和GA信号中的节点作用,还构建了以MdZFP7为核心的介导花青素合成和果实着色的转录及翻译后调控网络 (图1)。

图1. MdZFP7在转录和翻译后水平整合JA与GA信号的精细调控网络

安建平研究员为论文通讯作者,青岛农业大学青年教师季兴龙博士为论文第一作者。山东省烟台市农业科学研究院赵玲玲和刘保友研究员、山东农业大学由春香教授等参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院“BR计划”等项目资助。

据悉,韩月彭/安建平团队近期在Plant Cell、JIPB、New Phytologist等植物学主流期刊发表多篇研究论文。研究成果为深入探索植物激素信号转导与果实品质形成的交互调控机制提供参考与借鉴。

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