Cell Rep | 中国科学技术大学向成斌教授团队揭示ABI3-ERF1模块介导ABA-生长素串扰调控拟南芥侧根发生的分子机制

侧根（Lateral roots，LRs）作为分枝根系，是植物固定生长以及从土壤吸收水分和养分的重要结构。侧根的发生受植物激素和环境信号的协同调控。生长素在侧根起始和发育过程中起到十分重要的作用。由Aux/IAA转录抑制因子和生长素响应因子组成的生长素信号模块通过抑制ARF7/ARF19来激活LBD16、LBD18、LBD18、LBD29和LBD33的表达，以驱动侧根的起始。脱落酸（ABA）作为胁迫激素，在植物对环境胁迫的响应和抑制侧根发育调控中起着核心作用。生长素和ABA信号通路之间的协调对环境变化的快速响应必不可少，但它们在侧根形成中的协调作用机制尚待探索。

近日，Cell Reports在线发表了中国科学技术大学生命科学与医学部向成斌教授团队题为“The ABI3-ERF1 module mediates ABA-auxin crosstalk to regulate lateral root emergence”的研究论文，阐明了以ABI3-ERF1模块为中心的分子框架介导ABA与生长素之间的串扰，并在侧根起始调控中发挥重要作用。

胁迫响应性转录因子ERF1是拟南芥中环境信号的关键整合因子。该团队最近研究报道，ERF1通过上调PIN1和AUX1并抑制ARF7的表达，促进局部生长素的积累并改变其分布，从而抑制侧根的发生（Zhao et al., 2023）。本研究结果表明，ABA响应性ERF1介导ABA和生长素信号通路之间的串扰，以调节拟南芥侧根起始。ABI3是侧根发生的负调控因子，通过与ERF1启动子结合转录激活其表达，反之，ERF1也可激活ABI3，形成一个能够快速放大信号的调控回路。进一步研究发现，ABI3与ERF1的互作能够降低两者的顺式元件结合活性，从而减弱ERF1-/ABI3所调控的参与侧根发生和ABA信号通路的基因表达，如PIN1、AUX1、ARF7、ABI5，这可能为植物内环境提供了一个分子变阻器，以避免生长素和ABA信号的过度放大。综上，该研究为侧根发生过程中ABA和生长素信号通路之间的串扰提供了新见解。

图1. ABI3负调控侧根发生并激活ERF1表达

图2. ABI3-ERF1模块在侧根发生过程中介导ABA-生长素串扰的工作模型

中国科学技术大学生命科学与医学部张静博士和赵娉霞特任副研究员为论文共同第一作者，向成斌教授和赵娉霞（Lead contact）为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（31900230）、中国博士后科学基金（2020T130634和2019M652200）和中国科技大学青年创新基金项目（WK2070000186）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112809

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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