TRANSPORTER OF IBA1 Links Auxin and Cytokinin to Influence Root Architecture

First author: Marta Michniewicz; Affiliations: Washington University (华盛顿大学): St. Louis, USA

Corresponding author: Lucia C. Strader

Developmental processes that control root system architecture are critical for soil exploration by plants, allowing for uptake of water and nutrients. Conversion of the auxin precursor indole-3-butyric acid (IBA) to active auxin (indole-3-acetic acid; IAA) modulates lateral root formation. However, mechanisms governing IBA-to-IAA conversion have yet to be elucidated. We identified TRANSPORTER OF IBA1 (TOB1) as a vacuolar IBA transporter that limits lateral root formation. Moreover, TOB1, which is transcriptionally regulated by the phytohormone cytokinin, is necessary for the ability of cytokinin to exert inhibitory effects on lateral root production. The increased production of lateral roots in tob1 mutants, TOB1 transport of IBA into the vacuole, and cytokinin-regulated TOB1 expression provide a mechanism linking cytokinin signaling and IBA contribution to the auxin pool to tune root system architecture.

控制根系统结构的发育进程对于植物感知土壤微环境具有至关重要的作用，有助于植物对于水分和营养物质的吸收。生长素前体IBA转变为具有活性的生长素IAA调控着侧根的形成。然而，指导IBA向IAA转变的分子机制目前还有待研究。本文中，作者鉴定到了一个IBA转运蛋白TOB1作为IBA在液泡上的运输蛋白限制侧根的形成。此外，TOB1基因的转录受到细胞分裂素的调控，这对于细胞分裂素发挥抑制侧根形成的作用是必须的。在tob1突变体中侧根形成的增加，TOB1转运体将IBA转运至液泡，以及受细胞分裂素调控的TOB1表达将细胞分裂素信号转导与IBA作用于生长素池等关联在一起共同作用于植物根系统结构的精细调控。

通讯：Lucia C. Strader (https://pages.wustl.edu/strader)

个人简介：1999年，路易斯安那州立大学，学士；2004年，华盛顿州立大学，博士；2004-2011年，莱斯大学，博士后。

研究方向：植物激素生长素、脱落酸与乙烯之间的关系，生长素前体IBA在植物生长发育中的作用。

doi: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2019.06.010

Journal: Developmental Cell

Published date: July 18, 2019