MdPP2ACはMdCLCと相互作用し,リンゴのALA誘発塩分耐性を媒介する

科学分野:

• 植物生理学 植物生理学
• 分子生物学は分子生物学である.
• バイオケミストリー バイオケミストリー

背景:

• 5-アミノレブリン酸 (ALA) は,塩分耐性を高めることが知られている植物成長調節剤です.
• 植物,特にリンゴのような果実作物におけるALA誘発塩分耐性の基礎となる正確な分子機構は,完全に理解されていません.
• タンパク質フォスファタゼ2A (PP2A) は,様々な細胞プロセスにおいて重要な役割を果たしますが,ALA媒介による塩分耐性への関与については,明らかにする必要があります.

研究 の 目的:

• リンゴ (Gala) のALA誘発塩分耐性におけるPP2A触媒サブユニット (MdPP2AC) の機能と分子機構を調査する.
• MdPP2ACとクロライドチャネルタンパク質の相互作用と,クロライドイオン (Cl−) ホメオスタシスにおけるその役割の決定.
• ALAがリンゴの塩分耐性を高めるシグナル伝達経路を明らかにする.

主な方法:

• アラビドプシス・タリアナと酵母機能的補完アッセイは,遺伝子機能を検証するために使用されました.
• 過剰発現 (OE) とRNA干渉 (RNAi) のテクニックは,MdPP2ACとMdCLC-c2の役割を研究するために使用されました.
• 酵母2ハイブリッド (Y2H),二分子光補充 (BiFC),およびルシフェラーゼ補充画像 (LCI) のアッセイは,タンパク質とタンパク質の相互作用を確認するために使用されました.
• サイト指向型変異とシーケンスの断片化は,重要な相互作用領域を特定するために実施されました.

主要な成果:

• ALAの前処理は,NaCl誘発のダメージを大幅に軽減し,抗酸化酵素の活性性を高め,リンゴの根塩化物中断を改善しました.
• MdPP2ACの発現とPP2Aの活性がNaClとALAの両方によって誘発され,OE-MdPP2ACは塩分耐性を高め,RNAi-MdPP2ACとカンサリディンはそれを損なった.
• MdPP2ACは,塩化チャネルタンパク質MdCLC-c2と直接相互作用し,MdCLC-c2のGlu684が相互作用とCl−輸送活性化に不可欠である.
• MdCLC-c2とMdPP2ACの共同発現は,外因的なALAとともに,酵母における細胞内Cl−蓄積と細胞塩分耐性を促進した.

結論:

• MdPP2ACは,MdCLC-c2と相互作用することにより,リンゴのALA誘発塩分耐性を媒介し,Cl−を根の真空に封じ込めます.
• この相互作用は,地上組織へのCl−輸送を減少させ,細胞および植物レベルのイオンホメオスタシスを維持します.
• 発見は,アップル塩耐性を高めるALAシグナル伝達経路内のクロライドチャネル機能を調節するPP2ACの新しいメカニズムを明らかにしています.