挥发性物质引发的植物早期防御信号

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  幸福的春节假期已结束,可爱的科研工作者们已经回到自己的岗位,想必有不少科研小萌们还沉浸在节日的喜悦中,思绪难以收回,那就先读读文献找找工作的感觉吧~

  本期速递文献来自于植物学、植物生理与生化领域优质期刊,希望能对上科研小萌们的胃口。

期刊名称:The Plant Cel
影响因子:8.228
中科院SCI期刊分区:1区
研究方向:植物学、植物生理与生化、遗传学、分子生物学

1. RBM48是一种U12剪接因子
  题名:RNA Binding Motif Protein 48 is required for U12 splicing and maize endosperm differentiation
  摘要:该文发现玉米RNA结合基序蛋白48(RBM48)是一种U12剪接因子,其功能是促进细胞分化和抑制细胞增殖。RBM48被U12剪接因子ZRSR2 / RGH3共同选择,RBM48、RGH3和U2辅助因子(U2AF)亚基之间的相互作用表明内含子识别所需的主要和次要剪接体因子会与RBM48形成复合物。此外,人RBM48与ARMC7存在相互作用,玉米RBM48和ARMC7具有保守的蛋白质-蛋白质相互作用,这些数据预测RBM48可能在整个真核生物的U12剪接中起作用,并且U12剪接促进玉米中胚乳细胞的分化。

2. 植物中假基因的进化起源
  题名:Evolutionary origins of pseudogenes and their association with regulatory sequences in plants
  摘要:该文研究了Ψs(假基因)的起源、进化和表达模式及其与七种植物物种中非编码序列的关系,鉴定了大约250,000个Ψs,其中大部分比蛋白质编码基因更具谱系特异性。染色体上Ψs的分布表明基因组重组可能有助于Ψ消除,大多数Ψs在序列和表达水平方面快速进化,显示组织特异性表达模式。令人惊讶的是,大部分nonTE调节非编码RNA(microRNA和长非编码RNA)起源于推定的Ψ近端上游区域的转录。该文还发现转录因子结合位点优先发生在推定的Ψ近端上游区域与随机基因间区域相比,表明Ψs通过提供作为启动子和增强子的转录因子结合位点来调节基因组进化。因此,该文提出Ψ转录调控区的快速重新布线是推动新型调控模块起源的主要机制。

3. 植物中的DNA-蛋白质交联修复
  题名:The protease WSS1A, the endonuclease MUS81 and the phosphodiesterase TDP1 are involved in independent pathways of DNA-protein crosslink repair in plants
  摘要:该文定义了植物中DPC修复的途径。通过CRISPR / Cas9证明通用修复蛋白酶SPRTN / WSS1(WSS1A)的两个同源物中只有一个对于拟南芥中的DPC修复是必需的。WSS1A缺陷品系表现出发育缺陷,对喜树碱(CPT)和顺铂过敏。有趣的是,酪氨酰-DNA磷酸二酯酶1(TDP1)的CRISPR / Cas9突变体对CPT不敏感,只有wss1A tdp1双突变体显示出比wss1A单突变体更高的灵敏度。这表明TDP1在修复DPC时定义了一个次要的备用路径。此外,该文发现敲除核酸内切酶MUS81导致对DPC诱导剂的强烈敏感性。wss1A mus81和tdp1 mus81双突变体在CPT处理后表现出生长缺陷,根分生组织中死细胞增加表明在拟南芥中存在三种独立的DPC修复途径。这些途径由它们不同的生化特异性定义,主要参与者是DNA核酸内切酶MUS81和蛋白酶WSS1A,磷酸二酯酶TDP1作为备用。

4. 植物内膜囊泡的糖组学分析
  题名:A hybrid approach enabling large scale glycome analysis of post-Golgi vesicles reveals a transport route for polysaccharides
  摘要:植物内膜系统通过其动态途径促进多糖,相关酶和糖蛋白的转运。尽管已经鉴定了参与细胞壁生物合成的酶,但关于基于内膜的聚糖组分转运知之甚少。这部分归因于生物化学确定特定囊泡中多糖物质的技术限制。该文介绍一种解决此限制的方法,通过将囊泡分离与大规模碳水化合物抗体排列技术相结合,绘制了描述植物61(SYP61)反式高尔基网络(TGN)区室的Syntaxin的糖组分的初始大规模图谱。识别特定非纤维素碳水化合物表位的抗体库使我们能够识别一系列不同的聚糖,在分离的囊泡中包括果胶,木葡聚糖(XyGs)和阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGP)。拟南芥SYP61突变体细胞壁中XyG-和果胶特异性表位的变化证实了该研究的发现。该文的数据表明SYP61囊泡参与结构多糖和糖蛋白的转运和沉积。该研究对方法的改编可以使研究表征由植物和动物系统中的不同标记定义的各种囊泡群体的糖组分,以及它们各自在由亚细胞标记,发育阶段或环境刺激定义的聚糖转运中的作用。

5. 挥发性物质引发的早期信号
  题名:Molecular dissection of early defense signaling underlying volatile-mediated defense regulation and herbivore resistance in rice
  摘要:草食动物诱导的植物挥发物引起植物防御和抗性,如何将挥发物整合到早期防御信号中尚不清楚。此外,还不清楚挥发性防御启动和食草动物抵抗之间是否存在因果关系。该文研究了吲哚的影响,吲哚是一种常见的草食动物诱导的植物挥发性和已知的植物,细菌和动物的各种生理过程调节剂,对水稻的早期防御信号和食草动物抗性。该文表明,草地夜蛾毛虫(S. frugiperda)侵染的水稻植物释放吲哚高达25 ng /h,暴露于等剂量的外源吲哚增强了水稻对S. frugiperda的抗性。筛选早期信号组分揭示吲哚预暴露直接增强受体如激酶OsLRR-RLK1的表达。此外,吲哚预曝光随后模拟食草增加(即素数)促分裂原活化蛋白激酶OsMPK3的转录、积累和活化,增加下游WRKY转录因子OsWRKY70和几种茉莉酮酸生物合成基因的表达,导致茉莉酸(JA)积累较多。使用早期信号传导缺陷的转基因植物,显示OsMPK3是必需的,并且OsMPK6和OsWRKY70有助于吲哚介导的JA依赖性食草动物抗性的防御启动。该项研究得出结论,草食动物诱导的植物挥发物可以通过早期防御信号组分的积极调节来增加植物的食草动物抗性。

6. MYB59调节K+/ NO3-转运
  题名:The Transcription Factor MYB59 Regulates K+/NO3- Translocation in the Arabidopsis Response to Low K+ Stress
  摘要:钾和氮是植物生长和发育的必需营养素。植物可以感知土壤中的K + / NO3-水平,因此它们调节根到茎的K + / NO3-转运以平衡根和芽之间这些离子的分布。这项研究显示转录因子MYB59通过调节拟南芥转运蛋白NRT1.5 / NPF7.3响应低K +(LK)胁迫的转录来维持这种平衡。当在LK培养基上生长时,myb59突变体显示出黄枝敏感表型。在myb59突变体中,NPF7.3的转录物和蛋白质水平均显着降低。LK应激抑制MYB59和NPF7.3的转录水平。npf7.3和myb59突变体以及npf7.3 myb59双突变体显示出类似的LK敏感表型。离子含量分析表明,在LK条件下,这些突变体中的根 - 芽 - K + / NO3-转运显着降低。此外,ChIP和EMSA测定证实MYB59直接与NPF7.3启动子结合,由PHO1启动子驱动的NPF7.3在根管脉管系统中的表达挽救了npf7.3和myb59突变体的敏感表型。总之,这些数据表明MYB59响应LK胁迫并通过调节拟南芥根中NPF7.3的表达来指导根/芽的K+/ NO3-转运。