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Developmental Cell:BIN2-GLK1信号模块整合油菜素内酯和光信号抑制黑暗条件下的叶绿体发育

已有 679 次阅读 2020-12-28 10:16 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A BIN2-GLK1 Signaling Module Integrates Brassinosteroid and Light Signaling to Repress Chloroplast Development in the Dark

第一作者Dawei Zhang

第一单位四川大学

通讯作者Honghui Lin


 Abstract 


背景+问题Arabidopsis GLYCOGEN SYNTHASE KINASE 3 (GSK3)-like kinases play various roles in plant development, including chloroplast development, but the underlying molecular mechanism is not well defined.


主要发现:Here, we demonstrate that transcription factors GLK1 and GLK2 interact with and are phosphorylated by the BRASSINOSTEROID insensitive2 (BIN2).


结果1-功能缺失+功能获得:The loss-of-function mutant of BIN2 and its homologs, bin2-3 bil1 bil2, displays abnormal chloroplast development, whereas the gain-of-function mutant, bin2-1, exhibits insensitivity to BR-induced de-greening and reduced numbers of thylakoids per granum, suggesting that BIN2 positively regulates chloroplast development.


结果2-BIN2磷酸化GLK1:Furthermore, BIN2 phosphorylates GLK1 at T175, T238, T248, and T256, and mutations of these phosphorylation sites alter GLK1 protein stability and DNA binding and impair plant responses to BRs/darkness.


结果3-BR/黑暗处理:On the other hand, BRs and darkness repress the BIN2-GLK module to enhance BR/dark-mediated de-greening and impair the formation of the photosynthetic apparatus.


结论:Our results thus provide a mechanism by which BRs modulate photomorphogenesis and chloroplast development.

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 摘  要 


拟南芥糖原合成酶激酶GSK3类激酶在叶绿体发育等植物发育过程中发挥多种功能,但潜在的分子机制还不清楚。本文中,作者发现BIN2能够与GLK1和GLK2发生互作,并磷酸化GLK1/2蛋白。BIN2及其同源基因的功能缺失突变体bin2-3 bil1 bil2表现出异常的叶绿体发育,而功能获得突变体bin2-1存在对于油菜素内酯(BR)诱导去绿化的非敏感,并且每个基粒的类囊体数量减少,说明BIN2能够正向调控叶绿体的发育。此外,BIN2磷酸化GLK1蛋白上第175位、238位、248位以及256位上的苏氨酸,这些磷酸化位点的突变会改变GLK1蛋白稳定性和DNA结合,从而消弱植物对于BRs或黑暗的响应。另外,BRs和黑暗会抑制BIN2-GLK模块,增强BR/黑暗介导的去绿化,并且损害光合器官的形成。本文的研究结果揭示了一个BRs调控光形态发生和叶绿体发育的分子机制。


 通讯作者 


**林宏辉**


个人简介:

1989年,西华师范大学,学士;

1992年,西北大学,硕士;

1998年,四川大学,博士;

2002-2003年,美国匹兹堡大学,博后


研究方向:主要从事植物生理与分子生物学、植物病理、作物抗性生理及其适应逆境的分子机理以及园林植物生物技术领域的研究工作。


doi: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.12.001


Journal: Developmental Cell

Published date: Dec 23, 2020



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