C2H2锌指蛋白ELR1在水稻中负调控细胞分裂素代谢及其信号传导途径

《Functional & Integrative Genomics》：The C2H2 Zinc-Finger protein ELR1 negatively regulates cytokinin metabolism and signaling pathway in rice

C2H2锌指蛋白基因ELR1负调控水稻细胞分裂与叶形发育，影响细胞因子和茉莉酸代谢通路及逆境响应。

　　

摘要

细胞分裂素是一类重要的植物激素，与细胞分裂、分生组织形成和叶片分化等过程密切相关。已有许多基因被报道参与细胞分裂素的代谢和信号传导途径，我们发现了一种C2H2转录因子，它能显著调控这两个过程。在这项研究中，我们分离出一种自然产生的水稻突变体，其叶片更宽、根系更粗，因此将其命名为“enlarged leaf and root 1”。通过基于图谱的克隆技术，我们将该基因定位到水稻的3号染色体上，该基因编码一种C2H2锌指蛋白。该基因此前曾被命名为“DROUGHT AND SALT TOLERANCE”（DST）或“WIDE LEAF 1”（WL1），与植物的应激反应、叶片和穗状花序的发育有关。组织学分析显示，elr1突变体的维管束数量增加、叶片变宽；而ELR1的过表达则导致维管束数量减少、叶片变窄。转录组分析表明，ELR1可能参与植物的应激反应以及细胞分裂素和茉莉酸等植物激素的代谢。染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）的结果显示，ELR1能够靶向参与细胞分裂素代谢、花器官形态发生及硫酸化肽信号传导途径的下游基因。在elr1突变体中，细胞分裂素受体的基因表达通常上调。综上所述，我们的研究结果表明ELR1在调节细胞分裂素的代谢和信号传导途径中起着重要作用，并充当负调控因子。