リン酸飢vation応答1（PHR1）は、ジャスモン酸ジムドメイン（JAZ）およびMYC2と相互作用して、シロイヌナズナのリン酸欠乏誘発ジャスモン酸シグナル伝達を調節します

リン（P）は、植物の成長と発達に必要な主要栄養素です。無機リン酸（PI）欠乏は、シロイヌナズナの植物ホルモンジャスモン酸のシグナル伝達経路を調節しますが、基礎となる分子メカニズムは現在とらえどころのないままです。ここでは、Jasmonateシグナル伝達が低いPI条件下で強化され、コロナチンの非感受性1（COI1）媒介経路がこのプロセスに重要であることを確認しました。機構的調査により、いくつかのジャスモン酸ジムドメイン（JAZ）リプレッサーがPIシグナル伝達関連のコア転写因子リン酸飢vation応答1（PhR1）、PhR1-Like2（PHL2）、およびPHL3と物理的に相互作用したことが明らかになりました。表現型分析により、PhR1とそのホモログは、ジャスモン酸誘発性のアントシアニンの蓄積と根の成長阻害を積極的に調節したことが示されました。PHR1はいくつかのジャスモン酸応答性遺伝子の発現を刺激しましたが、JAZタンパク質はその転写機能を妨げました。さらに、基本的にヘリックスループヘリックス（BHLH）転写因子Myc2、Myc3、およびMyc4に物理的に関連付けられています。遺伝分析と生化学的アッセイは、PhR1とMyc2が下流のジャスモン酸応答性遺伝子の転写を相乗的に増加させ、ジャスモン酸への反応を増強することを示しました。総称して、我々の研究は、ジャスモン酸塩の反応の調節におけるPHR1の重要な調節的役割を明らかにし、PHR1がJAZおよびMYC2と一緒に機能して、PI欠乏の条件下で適切なレベルのジャスモン酸シグナル伝達を維持する方法についての機械的理解を提供します。

Phosphorus (P) is a macronutrient necessary for plant growth and development. Inorganic phosphate (Pi) deficiency modulates the signaling pathway of the phytohormone jasmonate in Arabidopsis thaliana, but the underlying molecular mechanism currently remains elusive. Here, we confirmed that jasmonate signaling was enhanced under low Pi conditions, and the CORONATINE INSENSITIVE1 (COI1)-mediated pathway is critical for this process. A mechanistic investigation revealed that several JASMONATE ZIM-DOMAIN (JAZ) repressors physically interacted with the Pi signaling-related core transcription factors PHOSPHATE STARVATION RESPONSE1 (PHR1), PHR1-LIKE2 (PHL2), and PHL3. Phenotypic analyses showed that PHR1 and its homologs positively regulated jasmonate-induced anthocyanin accumulation and root growth inhibition. PHR1 stimulated the expression of several jasmonate-responsive genes, whereas JAZ proteins interfered with its transcriptional function. Furthermore, PHR1 physically associated with the basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factors MYC2, MYC3, and MYC4. Genetic analyses and biochemical assays indicated that PHR1 and MYC2 synergistically increased the transcription of downstream jasmonate-responsive genes and enhanced the responses to jasmonate. Collectively, our study reveals the crucial regulatory roles of PHR1 in modulating jasmonate responses, and provides a mechanistic understanding of how PHR1 functions together with JAZ and MYC2 to maintain the appropriate level of jasmonate signaling under conditions of Pi deficiency.