Фосфор (P) является макроэлементом, необходимым для различных биологических процессов в растениях. Дефицит неорганического фосфата (Pi) модулирует сигнальный путь фитогормона жасмоната (соединение жирной кислоты, повсеместно распространенное в царстве растений и имеющее решающее значение для различных физиологических процессов) у Arabidopsis thaliana, но лежащий в основе молекулярный механизм в настоящее время остается неясным.
В исследовании, опубликованном в Растительная клетка, исследователи из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук использовали молекулярные и генетические подходы, чтобы выявить биологические функции фосфатного ответа на голодание1 (PHR1) в сигнальном пути жасмоната и выяснить, как неорганический фосфат Дефицит (Pi) взаимодействует с эндогенной передачей сигналов жасмоната, чтобы опосредовать физиологические процессы в растениях.
Они подтвердили, что дефицит Pi активирует реакции, связанные с жасмонатом, у арабидопсиса, включая накопление антоцианов, снижение роста первичных корней и усиление экспрессии генов, чувствительных к жасмонату. Они также обнаружили, что путь, опосредованный нечувствительным к коронатину1 (coi1), имеет решающее значение для стимулируемой дефицитом Pi передачи сигналов жасмоната.
Затем они обнаружили, что репрессоры жасмонатного зим-домена (JAZ) физически взаимодействуют с PHR1, PHL2 и PHL3. Нарушение PHR1, PHL2 и PHL3 ослабляет индуцированное жасмонатом накопление антоцианов и ингибирование роста корней. PHR1 и его близкие гомологи PHR1-LIKE (PHL) положительно влияют на синтез жасмоната в условиях дефицита Pi в отсутствие метилжасмоната (MeJA), тогда как они мало влияют на накопление жасмоната в ответ на воздействие MeJA.
Кроме того, PHR1 напрямую стимулирует экспрессию нескольких генов, чувствительных к жасмонату, тогда как белки JAZ вмешиваются в транскрипционную функцию PHR1. Факторы транскрипции MYC физически связываются с PHR1 и способствуют передаче сигналов жасмоната, индуцированной дефицитом Pi. PHR1 действует синергетически с MYC2 в передаче сигналов жасмоната, тогда как JAZ1 ингибирует их транскрипционные функции и физическое взаимодействие.
Результаты показывают, что PHR1, основной фактор транскрипции передачи сигналов Pi, положительно регулирует накопление антоцианов, опосредованное жасмонатом, и ингибирование роста корней.
«Наше исследование дает механистическое понимание того, как передача сигналов жасмоната усиливается в условиях дефицита Pi», — сказал Ху Янру из XTBG.