B‐box protein BBX19 suppresses seed germination via induction of ABI5

First author: Mengjuan Bai; Affiliations: Nanjing Agricultural University (南京农业大学): Nanjing, China

Corresponding author: Changquan Wang 

Seed germination is a fundamental process in plant life cycle regulated by functionally opposing internal and external inputs. Here, we explored the role of a negative regulator of photomorphogenesis, a B‐box containing protein (BBX19), as a molecular link between the inhibitory action of the phytohormone abscisic acid (ABA) and promoting role of light in germination. We show that seeds of BBX19 overexpressing lines, in contrast to those of BBX19 RNAi, display ABA hypersensitivity, albeit independently of elongated hypocotyl 5 (HY5). Moreover, we establish that BBX19 function is neither via perturbation of the GA signaling, the ABA antagonistic phytohormone, nor through interference with the germination repressors, DELLA proteins. Rather, BBX19 functions as an inducer of ABA INSENSITIVE5 (ABI5) by binding to the light‐responsive GT1‐motifs in the gene promoter. In summary, we identify BBX19 as a regulatory checkpoint directing diverse developmental processes, and tailoring adaptive responses to distinct endogenous and exogenous signals.

种子的萌发是植物生活史中的基础一环，该过程会同时受到内部和外部信号的调控，而这两种信号的功能却又完全相反。本文，作者研究了光形态发生负调控因子BBX19的功能，而该蛋白是具有抑制作用的植物激素脱落酸（内部信号）和促进种子萌发的光照条件（外部信号）之间的分子连接。本文的研究显示，与RNA干扰株系相比，过表达BBX19基因株系的种子对于ABA表现出超敏感的表型，并且不依赖于HY5。此外，作者发现BBX19蛋白并不通过干扰ABA拮抗激素GA的信号转导或是与种子萌发抑制蛋白DELLA的互作发挥功能，而是通过结合到ABI5基因启动子区的光响应基序GT1上诱导该基因的表达而发挥作用。综上，作者在本文中鉴定了BBX19是植物中的一个调控“督查点”，能够直接指导植物中的多个发育进程，并且定制植物对于不同的内、外部信号的适应性响应。

通讯：王长泉（http://yyxy.njau.edu.cn/info/1074/4875.htm）

个人简介：1988-1992年，山东农业大学，学士；1993-1996年，山东农业大学，硕士；2004-2007年，山东师范大学，博士；2011-2015年，美国加州大学戴维斯分校，博士后。

doi: https://doi.org/10.1111/tpj.14415

Journal: the plant journal

First Published: May 21, 2019