OsGF14f、OsbZIP23 和 OsFLZ20 形成一个层级正调控模块以增强水稻的抗旱性

《Plant Communications》：OsGF14f, OsbZIP23 and OsFLZ20 form a hierarchical positive regulatory module to enhance drought tolerance in rice

　　

摘要

干旱胁迫严重限制了全球水稻产量，使提高抗旱性成为水稻育种的核心目标。在此，我们鉴定出水稻 FCS 样锌指蛋白 20（OsFLZ20）是 14-3-3 蛋白 OsGF14f 的一个此前未被认知的底物，OsGF14f 是近期被表征的、用于培育抗旱水稻品种的有前景的目标。OsFLZ20 转录被干旱快速且强有力地诱导，转基因分析显示它不影响正常生长或产量，而是通过增加可溶性糖积累和减轻氧化损伤来充当抗旱性的正调控因子。OsGF14f 和 OsFLZ20 共同调控一系列广泛的干旱响应基因，OsGF14f 作为 OsFLZ20 驱动的转录重编程的正调控因子。在机制上，OsGF14f 在 Ser-64 位点与 OsFLZ20 相互作用，并增加其蛋白丰度。与此同时，OsGF14f–OsbZIP23 模块增强了干旱胁迫下OsFLZ20 的转录激活。进一步的遗传分析表明，OsFLZ20 在抗旱性中的完整功能需要功能性的 OsGF14f，而OsFLZ20 的缺失会损害 OsGF14f 赋予的抗旱性，表明这两个调控因子在干旱响应网络中存在相互依存关系。总共，这些发现确立了 OsGF14f–OsbZIP23–OsFLZ20 模块作为水稻抗旱性此前未被认知的决定因子，并为水分受限条件下的作物改良提供了宝贵的遗传资源和分子见解。