シロイヌナズナLSH8は、ABA応答性タンパク質の発現パターンを変更することにより、ABAシグナル伝達を積極的に調節します

植物ホルモンABAは、多くの遺伝子の発現を調節して、種子の休眠、種子発芽、生物性および非生物的ストレスに対する早期の苗の反応に大きな影響を与えます。ただし、多くのABA応答性遺伝子の機能はほとんど不明のままです。ABA関連のシグナリングネットワークを改善するために、大規模なABA表現型スクリーニングを実施しました。重要な転写因子ファミリーであるLSHは、植物の苗の発達と花のオルガン形成に広く関与していますが、そのファミリー遺伝子がABAシグナル伝達経路に関与しているかどうかは報告されていません。ここでは、ABAシグナル伝達経路における転写因子LSH8の新しい機能について説明します。この研究では、LSH8が核に局在することがわかり、LSH8の発現レベルは、転写レベルとタンパク質レベルで外因性ABAによって有意に誘導されることがわかりました。一方、種子の発芽と根の長さの測定により、LSH8変異系統はABAが鈍感であることが明らかになりましたが、LSH8過剰発現系はABA-ハイパー感受性表現型を示しました。さらなるTMT標識定量的プロテオーム解析により、ABA処理下では、LSH8変異体のABA応答性タンパク質（ARP）が異なる変化するパターンを野生型COL4のパターンと提示することがわかりました。さらに、LSH8変異体に含まれるARPの数は397で、野生型COL4の6倍でした。さらに、QPCR分析では、ABA処理の下で、LSH8がABI3、ABI5、RD29B、およびRAB18の下流のABA関連遺伝子の発現を積極的に媒介することがわかりました。これらの結果は、シロイヌナズナでは、LSH8がAPRSの発現パターンを特異的に変更してABA応答を積極的に媒介できる新しいABA調節因子であることを示しています。

Phytohormone ABA regulates the expression of numerous genes to significantly affect seed dormancy, seed germination and early seedling responses to biotic and abiotic stresses. However, the function of many ABA-responsive genes remains largely unknown. In order to improve the ABA-related signaling network, we conducted a large-scale ABA phenotype screening. LSH, an important transcription factor family, extensively participates in seedling development and floral organogenesis in plants, but whether its family genes are involved in the ABA signaling pathway has not been reported. Here we describe a new function of the transcription factor LSH8 in an ABA signaling pathway. In this study, we found that LSH8 was localized in the nucleus, and the expression level of LSH8 was significantly induced by exogenous ABA at the transcription level and protein level. Meanwhile, seed germination and root length measurements revealed that lsh8 mutant lines were ABA insensitive, whereas LSH8 overexpression lines showed an ABA-hypersensitive phenotype. With further TMT labeling quantitative proteomic analysis, we found that under ABA treatment, ABA-responsive proteins (ARPs) in the lsh8 mutant presented different changing patterns with those in wild-type Col4. Additionally, the number of ARPs contained in the lsh8 mutant was 397, six times the number in wild-type Col4. In addition, qPCR analysis found that under ABA treatment, LSH8 positively mediated the expression of downstream ABA-related genes of ABI3, ABI5, RD29B and RAB18. These results indicate that in Arabidopsis, LSH8 is a novel ABA regulator that could specifically change the expression pattern of APRs to positively mediate ABA responses.