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PBJ|烟台大学宋建成研究团队揭示了细胞分裂素葡萄糖基转移酶是细胞分裂素体内平衡的关键调节因子,对小麦改良具有潜在价值

作者:南京维百瑞生物科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-04-19 14:03:44

细胞分裂素是N6取代的腺嘌呤衍生物,控制作物生产力的关键方面。细胞分裂素水平通过异戊烯基转移酶(IPT)的生物合成、细胞分裂素氧化酶/脱氢酶(CKX)的破坏和细胞分裂素葡糖基转移酶(CGTs)的葡糖基化失活来控制。虽然通过操纵IPT和/或CKX的表达,产量构成和对干旱和相关非生物胁迫的耐受性都得到了积极的解决,但对CGTs的关注却少得多。


4月2日烟台大学宋建成研究团队在PBJ发表了一篇名为“Cytokinin glucosyltransferases, key regulators of cytokinin homeostasis, have potential value forwheat improvement”的文章,揭示了细胞分裂素葡萄糖基转移酶是细胞分裂素体内平衡的关键调节因子,对小麦改良具有潜在价值。

多个顺式调控元件存在于53个CGT起始密码子的3 kb上游。与脱落酸、光和茉莉酸甲酯相关的元素特别多,这表明了CGTs对环境的响应性。这些数据集表明,CGT对小麦改良具有潜在价值,可以在TILLING或基因编辑小麦育种计划中作为目标。

由于iP7G仍被视为终末代谢物,随着时间的推移,恒定的基因表达可能导致这种N-葡萄糖苷水平的增加。直到细胞分裂素水平在根中是超最佳的,并且它们与茎和根的结构密切相关,葡萄糖基化显然是发育组织中细胞分裂素稳态的一个因素,需要进一步研究。

植物细胞分裂素代谢途径的现有模型

为了确定在CGTs的3 kb假定启动子序列中,CREs是过量还是不足,我们将它们与100个随机选择的小麦基因启动子进行了比较这些数据显示如下图

热图显示在TaCGTs的3 kb推定启动子区中顺式调节元件过多和过少

不出所料,ABA响应元件在许多CGT启动子上过度表达,表明ABA和细胞分裂素之间存在显著且经常拮抗的串扰。与生长素和赤霉素反应元件的一致性较低,在染色体组上表现过度和不足,没有明显的系统发育模式。然而,在CGT启动子的3 kb区域没有细胞分裂素或乙烯反应元件。众所周知,细胞分裂素的增加通常与CKX的增加平行,但由于某些降钙素基因相关肽已被确定为细胞分裂素的主要反应基因,细胞分裂素反应元件的缺乏有些令人惊讶

细胞分裂素葡萄糖基转移酶值得深入研究,因为它们显然与植物对其内部和外部环境的反应有关。从根本上来说,它们的亚细胞位置仍然是一个未解决的问题,而从进化的角度来看,最初来源于糖链末端转移酶的糖链末端转移酶是否需要进一步研究,通过降解(CKX)和糖基化(CGT)控制进化的相对时间也需要进一步研究。

 

文献链接:doi:10.1111/PBI.13595

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