植物学报 ›› 2019, Vol. 54 ›› Issue (3): 293-295.doi: 10.11983/CBB19063

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非TIR1受体依赖型激活生长素信号的新机制

胡孔琴,丁兆军()   

  1. 山东大学生命科学学院, 植物发育与环境适应教育部重点实验室, 青岛 266237
  • 收稿日期:2019-03-29 接受日期:2019-03-31 出版日期:2019-05-01 发布日期:2019-05-20
  • 通讯作者: 丁兆军 E-mail:dingzhaojun@sdu.edu.cn

A TIR1-independent Auxin Signaling Module

Hu Kongqin,Ding Zhaojun()   

  1. Key Laboratory of Plant Development and Environmental Adaptation Biology, Ministry of Education, College of Life Sciences, Shandong University, Qingdao 266237, China
  • Received:2019-03-29 Accepted:2019-03-31 Online:2019-05-01 Published:2019-05-20
  • Contact: Ding Zhaojun E-mail:dingzhaojun@sdu.edu.cn

摘要:

依赖于受体TIR1以及下游Aux/IAAs-ARFs介导的信号通路是目前研究最为深入的生长素信号转导途径。徐通达课题组最新研究发现, 高浓度生长素能够诱导质膜定位的TMK1激酶发生剪切, 导致其羧基(C-)端部分转入细胞核并磷酸化修饰细胞核内的非经典IAA32/34, 后者通过与生长素响应转录因子ARFs互作, 调控下游基因表达, 从而解析了生长素通过TMK1-IAA32/34-ARFs通路调控植物顶端弯钩内外侧差异性生长的分子机制。该研究发现了一条新的生长素TMK1- IAA32/34-ARFs信号途径, 此信号通路独立于经典生长素受体TIR1介导的生长素信号转导通路。

关键词: 生长素, 信号转导, TMK1

Abstract:

The most well established auxin signaling pathway is initiated from transport inhibitor response (TIR1)-mediated perception and degradation of Aux/IAAs, eventually leads to depression of auxin response factors (ARFs). A recent study from the Tongda Xu lab showed that high levels of auxin induced the cleavage of the plasma membrane localized transmembrane kinase receptor 1 (TMK1). The cleaved TMK1 C-terminus translocated to the nucleus and phosphorylated the nuclear localized non-canonical IAA32/34, which regulate the auxin signaling response by interacting with ARFs. The TMK1-IAA32/34-ARFs module, acting independently from the TIR1-dependent auxin signaling pathway, nicely interprets how the local auxin accumulation modulates asymmetric growth during apical hook development.

Key words: auxin, signal transduction, TMK1

图1

生长素信号转导途径 低浓度生长素主要通过受体TIR1泛素化并降解经典的Aux/IAAs蛋白, 解除对生长素响应因子ARFs的抑制, 启动对下游基因的调控及生长素信号响应。高浓度生长素主要通过TMK1蛋白激酶磷酸化并稳定非经典Aux/IAA32/34, 抑制ARFs的活性。TMK1-IAA32/34-ARFs模型解释了植物发育过程中生长素积累调控顶端弯钩内外侧的差异性生长。"

[1] Cao M, Chen R, Li P, Yu Y, Zheng R, Ge D, Zheng W, Wang X, Gu Y, Gelová Z, Friml J, Zhang H, Liu R, He J, Xu T ( 2019). TMK1-mediated auxin signaling regulates differential growth of the apical hook. Nature 568, 240-243.
doi: 10.1038/s41586-019-1069-7
[2] Dharmasiri N, Dharmasiri S, Estelle M (2005a) . The F-box protein TIR1 is an auxin receptor. Nature 435, 441-445.
doi: 10.1038/nature03543
[3] Dharmasiri N, Dharmasiri S, Weijers D, Lechner E, Yamada M, Hobbie L, Ehrismann JS, Jurgens G, Estelle M (2005b) . Plant development is regulated by a family of auxin receptor F box proteins. Dev Cell 9, 109-119.
doi: 10.1016/j.devcel.2005.05.014 pmid: 15992545
[4] Guilfoyle TJ, Hagen G ( 2007). Auxin response factors. Curr Opin Plant Biol 10, 453-460.
doi: 10.1016/j.pbi.2007.08.014
[5] Kepinski S, Leyser O ( 2005). The Arabidopsis F-box protein TIR1 is an auxin receptor. Nature 435, 446-451.
[6] Mutte SK, Hirotaka K, Carl R, Michael M, Ka-Shu WG, Dolf W ( 2018). Origin and evolution of the nuclear auxin response system. eLife 7, e33399.
doi: 10.7554/elife.33399
[7] Peer WA ( 2013). From perception to attenuation: auxin signaling and responses. Curr Opin Plant Biol 16, 561-568.
doi: 10.1016/j.pbi.2013.08.003 pmid: 24004572
[8] Xu F, He S, Zhang J, Mao Z, Wang W, Li T, Hua J, Du S, Xu P, Li L, Lian H, Yang HQ ( 2018). Photoactivated CRY1 and phyB interact directly with Aux/IAA proteins to inhibit auxin signaling in Arabidopsis. Mol Plant 11, 523-541.
doi: 10.1016/j.molp.2017.12.003 pmid: 29269022
[9] Xu T, Dai N, Chen J, Nagawa S, Cao M, Li H, Zhou Z, Chen X, De Rycke R, Rakusová H, Wang W, Jones AM, Friml J, Patterson SE, Bleecker AB, Yang Z ( 2014). Cell surface ABP1-TMK auxin-sensing complex activates ROP GTPase signaling. Science 343, 1025-1028.
doi: 10.1126/science.1245125 pmid: 24578577
[10] Yang C, Xie F, Jiang Y, Li Z, Huang X, Li L ( 2018). Phytochrome a negatively regulates the shade avoidance response by increasing auxin/indole acidic acid protein stability. Dev Cell 44, 29-41.
doi: 10.1016/j.devcel.2017.11.017 pmid: 29275991
[1] 贺祯媚 李东明 齐艳华. 植物ABCB亚家族生物学功能研究进展[J]. 植物学报, 2019, 54(6): 0-0.
[2] 王雅静, 张欣莹, 黄桂荣, 刘晓英, 郭瑞, 顾峰雪, 钟秀丽, 梅旭荣. 植物磷脂酸的特性及其在ABA诱导气孔运动中的作用[J]. 植物学报, 2019, 54(2): 245-254.
[3] 张倩倩, 郑童, 予茜, 葛磊. 生长素与植物根尖干细胞巢的维持[J]. 植物学报, 2018, 53(1): 126-138.
[4] 帅海威, 孟永杰, 陈锋, 周文冠, 罗晓峰, 杨文钰, 舒凯. 植物荫蔽胁迫的激素信号响应[J]. 植物学报, 2018, 53(1): 139-148.
[5] 刘广超, 丁兆军. 生长素介导环境信号调控植物的生长发育[J]. 植物学报, 2018, 53(1): 17-26.
[6] 牛艳丽, 柏胜龙, 王麒云, 刘凌云. 单细胞组学技术及其在植物保卫细胞研究中的应用[J]. 植物学报, 2017, 52(6): 788-796.
[7] 张盛春, 李清明, 阳成伟. 拟南芥金属蛋白酶FtSH4通过生长素与活性氧调控叶片衰老[J]. 植物学报, 2017, 52(4): 453-464.
[8] 张玲玲, 吴丹, 赵子捷, 赵立群. 植物一氧化氮信号分子的研究进展[J]. 植物学报, 2017, 52(3): 337-345.
[9] 景艳军, 林荣呈. 我国植物光信号转导研究进展概述[J]. 植物学报, 2017, 52(3): 257-270.
[10] 商业绯, 李明, 丁博, 牛浩, 杨振宁, 陈小强, 曹高燚, 谢晓东. 生长素调控植物气孔发育的研究进展[J]. 植物学报, 2017, 52(2): 235-240.
[11] 曾后清, 张亚仙, 汪尚, 张夏俊, 王慧中, 杜立群. 植物钙/钙调素介导的信号转导系统[J]. 植物学报, 2016, 51(5): 705-723.
[12] 袁园园, 王丽, 赵盼盼, 王林嵩. 棉花类结瘤素MtN21基因家族生物信息学分析[J]. 植物学报, 2016, 51(4): 515-524.
[13] 彭雄波, 孙蒙祥. 中国科学家在植物受精过程中雌雄配子体信号识别机制研究中取得突破性进展[J]. 植物学报, 2016, 51(2): 145-147.
[14] 曹文杰, 李贵生. 生长素输出载体PIN蛋白的质膜定位机制[J]. 植物学报, 2016, 51(2): 265-273.
[15] 于倩倩, 孔祥培, 丁兆军. 中国科学家在生长素信号转导领域取得突破性研究进展[J]. 植物学报, 2015, 50(5): 535-537.
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[1] HOU Xue-Liang, LI Ping-Tao. [J]. Journal of Systematics and Evolution, 2007, 45(3): 369 -375 .
[2] 王杨, 徐文婷, 熊高明, 李家湘, 赵常明, 卢志军, 李跃林, 谢宗强. 檵木生物量分配特征[J]. 植物生态学报, 2017, 41(1): 105 -114 .
[3] Hailing Jin. Plant biotic interactions[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2016, 58(4): 282 -283 .
[4] 张秀君, 徐慧, 陈冠雄. 树木N2O排放速率的测定[J]. 植物生态学报, 2002, 26(5): 538 -542 .
[5] 刘家尧 骆爱玲 梁峥. TD-PAGE中若干技术的改进[J]. 植物学报, 1998, 15(03): 69 -72 .
[6] 黎大爵 韩孕周 王利平. 红花种质资源的研究IV、种子休眠特性的种质筛选[J]. 植物学报, 1990, 7(02): 50 -52 .
[7] 王毅. 中国国家公园顶层制度设计的实践与创新[J]. 生物多样性, 2017, 25(10): 1037 -1039 .
[8] 李凤民, 张振万. 宁夏盐池长芒草草原和苜蓿人工草地水分利用研究[J]. 植物生态学报, 1991, 15(4): 319 -329 .
[9] Hyunsook Kim, Mikiko Kojima, Daeseok Choi, Soyoung Park, Minami Matsui, Hitoshi Sakakibara, and Ildoo Hwang. Overexpression of INCREASED CAMBIAL ACTIVITY, a putative methyltransferase, increases cambial activity and plant growth[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2016, 58(11): 874 -889 .
[10] 胡进耀, 苏智先, 何晓英. 利用红外光谱分析珙桐幼树氮素状况的边缘效应[J]. 植物生态学报, 2003, 27(5): 650 -654 .