ABA信号传导及种子萌发的精细调控机制

来源：顶尖植物科学研究

原标题：Plant Cell | 中科院版纳植物园揭示ABA信号传导及种子萌发的精细调控机制

种子萌发是开花植物生活史中的一个关键阶段，受到植物体内多种信号物质和外界环境因子的精密调控。植物种子只有在适宜的环境条件下萌发，才有可能发育成正常的植株。各种不利环境因子可诱导植物合成脱落酸激素（Abscisic acid，ABA），从而抑制种子萌发和萌发后生长发育。前人研究表明，ABI5转录因子是ABA信号转导途径中的核心调控蛋白之一，当它功能缺失以后，植物种子萌发过程对ABA不敏感，表现为萌发率高。然而，ABI5转录因子调控ABA信号转导及种子萌发的信号网络及分子机理仍需深入研究。 

5月13日，The Plant Cell 在线发表了中科院版纳植物园植物环境适应性研究组和植物分子生物学研究组合作完成的题为The Transcription Factor INDUCER OF CBF EXPRESSION1 Interacts with ABSCISIC ACID INSENSITIVE5 and DELLA Proteins to Fine-tune Abscisic Acid Signaling during Seed Germination in Arabidopsis的研究论文，报道了DELLA-ICE1-ABI5转录复合物调控植物ABA激素信号传导及种子萌发。

该研究发现，ABI5（ABSCISIC ACID INSENSITIVE5）蛋白能与低温响应的转录因子ICE1（INDUCER OF CBF EXPRESSION1）相互作用形成复合物。ICE1基因在干种子中强表达，并受ABA激素的诱导。当ICE1功能缺失以后，ice1突变体对ABA更加敏感，表现为萌发率低；相反的是，当ICE1高表达以后，植物对ABA抗性增强，表现为萌发率高。进一步研究表明，一些ABA响应基因（LATE EMBRYOGENESIS ABUNDANT6/EM6和EM1）的表达量在ice1突变体内显著增强，且ICE1蛋白可以直接结合到EM6和EM1基因启动子上，并抑制它们的转录水平。遗传分析发现，ICE1负调控ABA信号转导过程依赖于ABI5转录因子。进一步原生质体实验分析发现，ICE1可拮抗ABI5调控下游ABA响应基因的表达。

此外，体外和体内实验进一步证明，ICE1能与赤霉素信号途径中的关键抑制子DELLA蛋白发生相互作用。DELLA蛋白可抑制ICE1的转录功能以及ICE1对ABI5的调控效应。

ICE1与ABI5和DELLA互作调控ABA信号传导及种子萌发

综上所述，ICE1转录因子可与ABI5和DELLA蛋白相互作用形成转录复合物，从而精细调控ABA信号转导及种子萌发过程。

中科院版纳植物园胡彦如研究员、韩笑和杨米连（硕士研究生）为该论文的共同第一作者，胡彦如研究员和余迪求研究员为该文的共同通讯作者。

原文链接：

www.plantcell.org/content/early/2019/05/13/tpc.18.00825