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Physiologia plantarum20230101Vol.175issue(6)

C3HC4型E3-ユビキチンリガーゼの過剰発現は、イネのNa+恒常性を調節することにより塩分耐性に寄与します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

土壌の塩分は、作物の収量に悪影響を及ぼします。したがって、植物は、生理食塩水条件下で収量の減少を克服するための多くの戦略を進化させました。これらの中で、E3-ユビキチンリガーゼは塩耐性を調節します。Oryza Sativaは、塩耐性の改善においてプラスの役割を果たす、非常に興味深い新しい遺伝子(RING)フィンガーC3HC4タイプE3リガーゼ(OSRFPHC-4)を特徴づけました。OSRFPHC-4の発現は、高いNaCl濃度によってダウンレギュレートされ、アブシシン酸(ABA)治療によって誘導されました。GFP融合OSRFPHC-4は、イネプロトプラストの原形質膜に局在していました。OSRFPHC-4は、E3リガーゼ活性を持つC3HC4リングドメインを持つ細胞タンパク質をコードします。ただし、そのバリアントOSRFPHC-4C161Aはこの活動を所有していません。OSRFPHC-4過剰発現植物は、根と葉のNa+の低い蓄積、木部樹液中の低Na+輸送、プロリンと可溶性糖の高蓄積、反応性酸素種(ROS)スケービングエンゼメの高活性、高蓄積、低いNa+輸送のために耐塩耐性の強化を示しました。野生型(WT)およびOSRFPHC-4植物と比較したNa+ /K+トランスポーター発現の微分調節。さらに、OSRFPHC-4過剰発現植物は、WTおよびOSRFPHC-4植物よりも外因性ABA処理下でより高いABA感受性を示しました。全体として、これらの結果は、OSRFPHC-4がNa+ /K+トランスポーターの変化の調節を介して塩耐性とNa+ /K+恒常性の改善に寄与することを示唆しています。

土壌の塩分は、作物の収量に悪影響を及ぼします。したがって、植物は、生理食塩水条件下で収量の減少を克服するための多くの戦略を進化させました。これらの中で、E3-ユビキチンリガーゼは塩耐性を調節します。Oryza Sativaは、塩耐性の改善においてプラスの役割を果たす、非常に興味深い新しい遺伝子(RING)フィンガーC3HC4タイプE3リガーゼ(OSRFPHC-4)を特徴づけました。OSRFPHC-4の発現は、高いNaCl濃度によってダウンレギュレートされ、アブシシン酸(ABA)治療によって誘導されました。GFP融合OSRFPHC-4は、イネプロトプラストの原形質膜に局在していました。OSRFPHC-4は、E3リガーゼ活性を持つC3HC4リングドメインを持つ細胞タンパク質をコードします。ただし、そのバリアントOSRFPHC-4C161Aはこの活動を所有していません。OSRFPHC-4過剰発現植物は、根と葉のNa+の低い蓄積、木部樹液中の低Na+輸送、プロリンと可溶性糖の高蓄積、反応性酸素種(ROS)スケービングエンゼメの高活性、高蓄積、低いNa+輸送のために耐塩耐性の強化を示しました。野生型(WT)およびOSRFPHC-4植物と比較したNa+ /K+トランスポーター発現の微分調節。さらに、OSRFPHC-4過剰発現植物は、WTおよびOSRFPHC-4植物よりも外因性ABA処理下でより高いABA感受性を示しました。全体として、これらの結果は、OSRFPHC-4がNa+ /K+トランスポーターの変化の調節を介して塩耐性とNa+ /K+恒常性の改善に寄与することを示唆しています。

Soil salinity has a negative effect on crop yield. Therefore, plants have evolved many strategies to overcome decreases in yield under saline conditions. Among these, E3-ubiquitin ligase regulates salt tolerance. We characterized Oryza sativa Really Interesting New Gene (RING) Finger C3HC4-type E3 ligase (OsRFPHC-4), which plays a positive role in improving salt tolerance. The expression of OsRFPHC-4 was downregulated by high NaCl concentrations and induced by abscisic acid (ABA) treatment. GFP-fused OsRFPHC-4 was localized to the plasma membrane of rice protoplasts. OsRFPHC-4 encodes a cellular protein with a C3HC4-RING domain with E3 ligase activity. However, its variant OsRFPHC-4C161A does not possess this activity. OsRFPHC-4-overexpressing plants showed enhanced salt tolerance due to low accumulation of Na+ in both roots and leaves, low Na+ transport in the xylem sap, high accumulation of proline and soluble sugars, high activity of reactive oxygen species (ROS) scavenging enzymes, and differential regulation of Na+ /K+ transporter expression compared to wild-type (WT) and osrfphc-4 plants. In addition, OsRFPHC-4-overexpressing plants showed higher ABA sensitivity under exogenous ABA treatment than WT and osrfphc-4 plants. Overall, these results suggest that OsRFPHC-4 contributes to the improvement of salt tolerance and Na+ /K+ homeostasis via the regulation of changes in Na+ /K+ transporters.

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