水稻OsDNAJ15核重定位参与水稻盐胁迫响应

钠离子的过度积累会引起植物细胞结构和功能蛋白的障碍或变性，而热激蛋白能够维持细胞内稳态，在保护植物免受胁迫方面发挥重要作用。水稻OsDNAJ15是编码质膜定位的热激蛋白Hsp40，目前水稻中定位于质膜的Hsp40蛋白的生理功能还有待研究，并且水稻中的Hsp40蛋白如何参与盐胁迫应答以及其分子机制是什么等科学问题均未被解答。

JIPB近日在线发表了东北师范大学徐正一课题组题为“Plasma membrane-localized Hsp40/DNAJ chaperone protein facilitates OsSUVH7-OsBAG4-OsMYB106 transcriptional complex formation for OsHKT1;5 activation”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13403）。该研究发现盐胁迫促进了OsDNAJ15的核重定位，使其能够与OsBAG4相互作用，并协同促进OsMYB106的DNA结合活性，从而参与激活OsHKT1;5转录调控复合体的形成，应答盐胁迫。

盐胁迫诱导OsDnaJ15快速重定位到细胞核，并且通过促进OsBAG4的活性，进一步促进转录复合体OsSUVH7-OsBAG4-OsMYB106的形成，从而激活OsHKT1;5的表达

前期，本课题组通过盐胁迫筛选在前期构建的利用激活标记方法在超早熟粳稻模式品种Kitaake中构建的转基因库中筛选到了一个盐胁迫敏感的株系，并发现其影响OsHKT1;5的表达水平。利用交错式热不对称PCR技术（TAIL-PCR），表明其盐胁迫敏感表型是由编码热激蛋白Hsp40的OsDNAJ15基因功能缺失所导致。此外，通过田间表型观察到osdnaj15突变体植株较野生型株高变矮，叶夹角增大，穗长变短，产量显著减少。课题组前期发现了一个由DNA甲基化阅读器OsSUVH7、分子伴侣调控因子OsBAG4和转录因子OsMYB106组成的转录调控复合体促进OsHKT1;5的表达（Wang et al., The Plant Cell, 2020）。通过体内体外实验共同验证OsDNAJ15与OsBAG4互作，并且通过遗传学的相互作用进一步验证，OsDNAJ15、OsBAG4与OsHKT1;5处于同一个遗传学途径。有意思的是，经过盐胁迫诱导后，细胞膜定位的OsDNAJ15能够在细胞核中检测，并且OsDNAJ15能够促进OsBAG4的活性，协同激活OsHKT1;5的表达。

本课题组近年来在水稻耐盐碱性分子调控网络研究中取得了一系列进展，发现了转座子的DNA甲基化修饰能够发挥增强子的作用，调控编码核心钠离子转运蛋白qSKC1 (OsHKT1;5) 表达的分子机理（Wang et al., The Plant Cell, 2020）；揭示了组蛋白H3K4甲基转移酶增强水稻盐碱胁迫抗性的功能机制（Liu et al., Plant Biotechnology Journal, 2021）；确定了苹果酸脱氢酶OsMDH1通过影响水稻组织中维生素B6的含量参与盐胁迫应答的负调控作用机制（Nan et al., Plant Biotechnology Journal, 2020）。博士后刘雨同和博士生李梦婷为共同第一作者，徐正一教授为通讯作者。韩国建国大学尹大珍（Dae-Jin Yun）教授也参与了该项研究工作。课题组相关研究工作得到了国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目、国家自然科学基金、吉林省“青年科技人才”托举工程基金资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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