OsGRF11通过与GF14e相互作用并影响赤霉素信号传导来调控细胞分裂和伸长

《Plant Physiology》：OsGRF11 regulates cell division and elongation by interacting with GF14e and affecting gibberellin signaling

水稻OsGRF11基因通过调控GA信号通路影响茎长发育，CRISPR/Cas9敲除导致半矮化表型，细胞生长相关基因表达下调。

　　

摘要

生长调节因子（GRFs）是一类植物特异性的转录因子，在植物的生长和发育过程中起着关键作用。在本研究中，我们利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了水稻（Oryza sativa）GRF基因家族中的9个成员。其中，OsGRF11基因的突变导致了最明显的半矮化表型，表现为细胞长度和数量的减少。进一步分析表明，OsGRF11基因的突变降低了水稻对外源赤霉素（GA）的敏感性。共免疫沉淀-质谱（IP-MS）实验证实了OsGRF11与GF14e（一种属于14-3-3家族的蛋白质）之间存在物理相互作用，而GF14e的功能丧失突变会导致矮化表型。进一步实验发现，OsGRF11–GF14e复合物与关键的GA信号传导组分相互作用，包括DELLA蛋白SLENDER RICE1（SLR1）和F-box蛋白GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF2（GID2）。具体来说，OsGRF11、GF14e和SLR1之间存在相互作用，而GID2则直接与GF14e相互作用。值得注意的是，GID2基因位于GF14e基因的第一个内含子中，这两个基因表现出协调的空间表达模式。当OsGRF11发生突变时，与细胞增殖、周期蛋白和纤维素合成相关的基因表达水平显著下降，某些受GA诱导的基因也无法被外源GA激活。这些结果表明，OsGRF11可能通过与参与GA信号传导的蛋白质形成复合物来调节茎秆长度。