芥蓝Aux/IAA家族基因生物信息学与表达分析
2021-07-10王尤轩王梦雨李煜博陶晗夏楚楚黄凯美汪俏梅
王尤轩,王梦雨,李煜博,陶晗,夏楚楚,黄凯美,汪俏梅*
(1.浙江大学农业与生物技术学院园艺系/农业农村部园艺植物生长发育与品质控制重点开放实验室,杭州 310058;2.杭州市农业技术推广中心,杭州 310017)
植物激素生长素(indole-3-acetic acid,IAA)在调控植物生长发育和响应非生物胁迫中发挥着重要作用,解析生长素调控的分子网络,以及生长素与其他植物激素互作调节植物生理反应的分子机制,是植物激素领域较受关注的研究方向[1]。Aux/IAA 蛋白、生长素受体转运抑制响应蛋白(transport inhibitor response protein 1, TIR1)和生长素响应因子(auxin response factor,ARF)在生长素的信号转导过程中发挥着关键作用[2]。其中,Aux/IAA 蛋白半衰期短,与生长素早期的功能诱导表达存在密切联系[3]。在低浓度的生长素环境中,ARF 和Aux/IAA蛋白形成异源二聚体[4],并和TPL(topless)蛋白[5]、组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDACs)结合,遏制ARF 对生长素的响应;在高浓度的生长素环境中,生长素和TIR1受体结合,生成的SCFTIR1复合物通过泛素化打破Aux/IAA 蛋白和ARF 蛋白形成的二聚体,同时,蛋白酶降解Aux/IAA 蛋白使ARF重新获得活性[6]。
近年来的研究发现,Aux/IAA基因家族有着重要的生物学功能,如参与植物应对生物胁迫和干旱等非生物胁迫以及激素响应。在模式植物拟南芥中,IAA5、IAA6和IAA19阻遏蛋白通过特异性调控脂肪族芥子油苷表达来影响植物的耐旱性[7];而IAA8 与ARF6/ARF8 蛋白结合,通过调控茉莉酸途径影响植物的开花和发育[8]。在番茄果实发育的早期,Sl-IAA9/SIARF7复合体和赤霉素生物合成途径抑制蛋白SlDELLA 共同抑制下游EXP5基因的表达[9];Sl-IAA27则可以调控NSP1进而影响独脚金内酯的合成[10]。……