PtoHAT22自然变异通过脱落酸-细胞分裂素信号稳态影响杨树的气候适应和种群分布
Natural variation of PtoHAT22 confers climate adaptation and population distribution of Populus by abscisic acid-cytokinin signaling homeostasis
作为固定生物体，植物必须协调其新陈代谢，以在不断变化的环境条件下优化生产力和种群传播。植物激素作为关键的信使，整合环境信号与内部发育状态，决定植物的进一步生长和代谢过程，影响它们的环境适应性和种群分布。在本研究中，我们鉴定了一个新的基因 PtoHAT22，编码一种新的同源结构域亮氨酸拉链蛋白，在杨树中调控抗旱和生长。ABA诱导的PtoHAT22 通过PtoSnRK2s.1-PtoMYB84-PtoHAT 22级联抑制细胞分裂素(CK)信号，建立了一个脱落酸(ABA)信号正反馈回路。同时，PtoSnRK2s.1和PtoHAT22 分别磷酸化和转录抑制PtoAREB3，在ABA信号传导中发挥制动调节作用，以对抗干旱胁迫。此外，PtoHAT22 中的一种移码突变导致蛋白功能丧失，并影响了中国东西部气候区域内毛白杨自然种群的分布和生态位分化。这一发现在脱落酸和细胞分裂素信号平衡调控中识别出一个重要新组分，为毛白杨的气候适应性和种群生态分布提供了新的见解。
As sessile organisms,plants must coordinate their metabolism to optimize productivity and population propagation under changing environmental conditions.Plant hormones act as crucial messengers integrating environmental signals with internal developmental status,determining further growth and metabolic processes in plants,and impacting their environmental adaptation and population dispersion.Here,we identify a gene,PtoHAT22,encoding a new homeodomain-leucine zipper protein that regulate drought resistance and growth in Populus.The ABA-induced PtoHAT22 inhibits the CK signaling to establish an ABA signaling positive feedback loop though PtoSnRK2s.1-PtoMYB84-PtoHAT22 cascade.Concurrently,PtoAREB3 is phosphorylated and transcriptionally inhibited by PtoSnRK2s.1 and PtoHAT22,respectively,exerting a braking modulation on ABA signaling to combat drought stress.Furthermore,a frame-shift mutation in PtoHAT22 resulting in loss of protein function and impacting the distribution and ecological niche differentiation of natural populations of Populus tomentosa across eastern and western climatic regions in China.This discovery identifies an important new component in the homeostatic balance between ABA and cytokinin signaling and provide new insight into climate adaptation and population ecological distribution in Populus.
吕晨飞;何玉玲;张东海;杜庆章;
北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种国家重点实验室,北京,100083##北京林业大学生物科学技术学院,林木育种与生态恢复国家工程研究中心,北京,100083;北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种国家重点实验室,北京,100083##北京林业大学生物科学技术学院,林木育种与生态恢复国家工程研究中心,北京,100083;北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种国家重点实验室,北京,100083##北京林业大学生物科学技术学院,林木育种与生态恢复国家工程研究中心,北京,100083;北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种国家重点实验室,北京,100083##北京林业大学生物科学技术学院,林木育种与生态恢复国家工程研究中心,北京,100083;
259-260 / 2
评论