铁在植物细胞中参与许多生理生化过程,是植物生长发育所必需的物质。在水稻(Oryza sativa)中,铁结合泛素连接酶OsHRZ1被认为是一种负调控铁获取的铁稳态传感器。尽管其明显的重要性,只有一个单一的碱性‐螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子OsPRI1被确定为OsHRZ1的直接靶标。
在最近发表在《植物、细胞与环境》杂志上的一项研究中,西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员发现OsPRI2和OsPRI3是OsPRI1的两个副产物,它们都与OsHRZ1相互作用。
为了验证OsPRI2和OsPRI3直接被OsHRZ1靶向,研究人员进行了下列纯化重组融合蛋白的拉下实验:GST‐HRZ1(谷胱甘肽S‐转移酶‐OsHRZ1)、His‐OsPRI2(6×组氨酸‐OsPRI2)和His‐OsPRI3。他们应用无细胞降解试验来监测OsPRI2和OsPRI3的降解。
两种转录因子各自的功能突变缺失导致严重的缺铁症状,抑制了铁从根到芽的移位,并下调了缺铁响应基因的表达。
相反,这些基因的过表达促进了铁在根和芽中的积累,增强了缺铁敏感基因的表达。
下游基因OsIRO2/3和OsYSL2直接受OsPRI2和OsPRI3调控。
“我们在此揭示了单个基因(OsPRI2或OsPRI3)的过表达足以激活与Fe摄取相关的下游基因的表达。因此,应用OsPRI2或OsPRI3可能有助于开发铁高效和铁强化植物,以改善食品和生物质生产,”该研究的首席研究员梁刚教授说。
梁教授补充说:“我们的研究结果为水稻体内铁稳态调控的复杂网络提供了见解。”
——文章发布于2019-12-05