AREB1、AREB2、およびABF3は、干ばつストレス耐性に関与するABRE依存性ABAシグナル伝達を協力的に調節するマスター転写因子であり、完全な活性化にABAを必要とする

無数の干ばつストレス誘導性遺伝子が報告されており、これらの多くはアブシシン酸（ABA）によって活性化されています。そのようなABA調節遺伝子のプロモーター領域では、保存されたシステレメント、ABA応答性要素（ABRES）に指定され、BZIP型AREB/ABF転写因子を介したコントロール遺伝子発現。AREB/ABFサブファミリーの3つのメンバーはすべて、AREB1、AREB2、およびABF3はABAと水ストレスによって上方制御されていますが、これらが機能的ホモログであるかどうかは不明のままです。ここでは、3つのAREB/ABF転写因子すべてが完全な活性化にABAを必要とし、ヘテロダイマーを形成して核で機能させることができ、SRK2D/SNRK2.2と相互作用できることを報告します。areb1。これらの遺伝子の組織特異的発現パターンと、それらのコード化されたタンパク質の細胞内局在化に加えて、これらの発見は、areb1、areb2、およびabf3が主に重複する機能を持っていることを明確に示しています。これらのAREB/ABF転写因子の役割を解明するために、AREB1 AREB2 ABF3トリプル変異体を生成しました。ストレス応答性遺伝子発現がトリプル変異体で著しく損なわれることを示した大規模なトランスクリプトーム分析は、多くのLEAクラスおよびグループAB PP2C遺伝子および転写因子を含む水ストレスに応答して、新規AREB/ABF下流遺伝子を明らかにしました。AREB1 AREB2 ABF3トリプル変異体は、一次根の成長に関して他の単一および二重変異体よりもABAに対して耐性があり、干ばつ耐性の低下を示しています。したがって、これらの結果は、水ストレスの条件下でABAシグナル伝達のABRE依存性遺伝子発現を協力的に調節するマスター転写因子であることを示しています。

A myriad of drought stress-inducible genes have been reported, and many of these are activated by abscisic acid (ABA). In the promoter regions of such ABA-regulated genes, conserved cis-elements, designated ABA-responsive elements (ABREs), control gene expression via bZIP-type AREB/ABF transcription factors. Although all three members of the AREB/ABF subfamily, AREB1, AREB2, and ABF3, are upregulated by ABA and water stress, it remains unclear whether these are functional homologs. Here, we report that all three AREB/ABF transcription factors require ABA for full activation, can form hetero- or homodimers to function in nuclei, and can interact with SRK2D/SnRK2.2, an SnRK2 protein kinase that was identified as a regulator of AREB1. Along with the tissue-specific expression patterns of these genes and the subcellular localization of their encoded proteins, these findings clearly indicate that AREB1, AREB2, and ABF3 have largely overlapping functions. To elucidate the role of these AREB/ABF transcription factors, we generated an areb1 areb2 abf3 triple mutant. Large-scale transcriptome analysis, which showed that stress-responsive gene expression is remarkably impaired in the triple mutant, revealed novel AREB/ABF downstream genes in response to water stress, including many LEA class and group-Ab PP2C genes and transcription factors. The areb1 areb2 abf3 triple mutant is more resistant to ABA than are the other single and double mutants with respect to primary root growth, and it displays reduced drought tolerance. Thus, these results indicate that AREB1, AREB2, and ABF3 are master transcription factors that cooperatively regulate ABRE-dependent gene expression for ABA signaling under conditions of water stress.