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IJOMS|南京林业大学研究团队利用酵母单杂交等技术揭示了柽柳中盐胁迫调控机制

作者:南京瑞源生物技术有限公司 浏览: 发表时间:2021-07-02 08:59:26

转录因子 (HSF) 在几种类型的环境胁迫中发挥关键作用。然而,响应盐胁迫的详细调控机制在很大程度上仍是未知的。



近日南京林业大学研究团队在International Journal of Molecular Sciences 发表了一篇名为“ThHSFA1 Confers Salt Stress Tolerance through Modulation ofReactive Oxygen Species Scavenging by Directly Regulating ThWRKY4”的文章,揭示了ThHSFA1 通过直接调节ThWRKY4来调节活性氧清除,从而赋予盐胁迫耐受性。


在这项研究中,我们研究了盐诱导ThHSFA1 - ThWRKY4在柽柳 转录反应和它们的功能和调控机制。ThHSFA1 蛋白充当上游调节剂,可通过使用酵母单杂交 (Y1H)、染色质免疫沉淀 (ChIP) 和双荧光素酶报告基因检测与ThWRKY4启动子的元件(HSE) 结合来直接激活ThWRKY4表达。ThHSFA1和ThWRKY4盐胁迫和脱落酸(ABA)处理显着诱导了根和叶的表达。ThHSFA1 是一种核定位蛋白,在C端具有反式激活活性。与非转基因植物相比,过表达ThHSFA1 的转基因植物在盐胁迫下表现出增强的耐盐性和降低的活性氧 (ROS) 水平和增加的抗氧化酶活性水平。因此,我们进一步认为,ThHSFA1介导的调节ThWRKY4响应于盐胁迫。


为了证实 ThHSFA1 蛋白与ThWRKY4启动子中的顺式元件 HSE 序列结合并调节ThWRKY4的表达,扩增含有顺式元件 HSE的ThWRKY4 (Pro)启动子片段并插入 pHIS2 载体中,ThHSFA1的全长 cDNA被克隆到 pGADT7-Rec2 载体中。携带ThHASF1和ThWRKY4启动子片段的阳性转化体在含有 3-AT 的 TDO 培养基上生长良好。此外,在免疫沉淀和 ChIP之前制备染色质时,检测到截短的ThWRKY4启动子,而当染色质在没有抗 GFP 抗体(模拟)的情况下进行免疫沉淀时,几乎没有检测到启动子片段。与模拟样品相比,免疫沉淀样品中的启动子片段富集了大约 2.5 倍。此外,与载体对照和阴性对照共转化的烟叶表现出不可见的荧光素酶发光。35S::ThHSFA1和Pro::LUC共转化烟叶时观察到荧光素酶发光,其相对LUC/REN活性约为对照载体转化叶片的7倍。总之,这些结果证实 ThHSFA1 蛋白与ThWRKY4启动子中的顺式元件 HSE 结合以调节ThWRKY4 的表达。

ThWRKY4 上游调节器 ThHSFA1 的识别

WRKY 基因已被广泛证明参与植物对非生物胁迫的反应,如干旱、盐分和寒冷。它们中的大多数起到转录激活剂的作用,并通过调节应激反应基因的表达来增强应激耐受性。例如,苦荞FtWRKY46、菊花DgWRKY4和DgWRKY5以及棉花GarWRKY5提高了对盐胁迫的耐受性 。同样,ThWRKY4通过调节下游靶基因来增强耐盐性。然而, WRKY基因是否受其他 TF 调控需要进一步研究。


在本研究中,我们在ThWRKY4的启动子序列中发现了一个特定的顺式元件 HSE,并确定了一个 A 类 HSF,ThHSFA1,它可以与 HSE 结合。ThHSFA1蛋白包含负责 HSE 识别的N端 DBD、参与寡聚化的 HR-A/B、用于转录因子活性的 AHA 和推定的 NLS 区域。我们的数据进一步证实了 ThHSFA1 是一种核蛋白,具有转录激活活性。它作为上游调节剂,直接与ThWRKY4启动子的 HSE 结合,从而激活ThWRKY4。此外,盐胁迫和ABA处理下柽柳根和叶中ThHSFA1和ThWRKY4的表达模式非常相似,进一步支持了分子调控模式。与我们的结果一致,PeHSF和PeWRKY1的表达都是由盐胁迫诱导的,PeHSF 蛋白可以通过与PeWRKY1启动子的顺式元件HSE 结合来激活PeWRKY1 的表达。


文献链接: https://doi.org/10.3390/ijms22095048

IJOMS|南京林业大学研究团队利用酵母单杂交等技术揭示了柽柳中盐胁迫调控机制
转录因子 (HSF) 在几种类型的环境胁迫中发挥关键作用。然而,响应盐胁迫的详细调控机制在很大程度上仍是未知的。在这项研究中,我们研究了盐诱导ThHSFA1 - ThWRKY4在柽柳 转录反应和它们的功能和调控机制。
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