シロイヌナズナにおける光動態形成の抑制因子であるCOP1の核蓄積の遺伝的および発達制御

ベータ - グルクロニダーゼ（GUS）レポーター-COP1融合導入遺伝子を使用して、シロイヌナズナCOP1が苗木内で苗の型球体形成発達の抑制因子として作用し、COP1の高い不活性化がCOP1核存在量の減少によって伴うことが以前に示されました（A.G. von von von vonArnim、X.-W。Deng [1994] Cell 79：1035-1045）。ここでは、Gus-COP1融合導入遺伝子がCOP1変異の欠陥を完全に救助できるため、苗の発達中に完全に機能していると報告しています。暗黒/光遷移中のCOP1ヌル変異体のバックグラウンドにおけるGus-COP1再局在化の速度論は、機能的な核COP1レベルの調節が、そのようなコミットメントを引き起こすのではなく、献身的な苗の発達運命を安定に維持する役割を果たしていることを意味します。すべての多面的COP/DET/FUS遺伝子座の変異型型型型型におけるGus-Cop1細胞局在の分析により、Gus-Cop1の核局在は、テストされたすべての変異体の暗い条件と光条件の両方で減少したのに対し、核局在は少ない多面で影響を受けなかったことが明らかになりました。COP4変異体。ブラシノステロイド欠損変異体DET2と野生型実生のブラシノステロイド治療の両方を使用して、ブラシノステロイドがCOP1の核局在を調節することにより胚軸細胞の伸長を制御しないことを実証しました。また、光の非存在下で胚軸細胞の細胞伸長を劇的に減少させた成長調節因子のサイトカイニンは、暗い成長の実生におけるGus-Cop1核局在を妨げませんでした。我々の結果は、以前に特徴付けられたすべての多面的COP/DET/FUS遺伝子座が暗所におけるCOP1タンパク質の適切な核局在に必要であることを示唆しているが、テストされた多面的なCOP/DET遺伝子座または植物調節因子は、下流のいずれかで作用する可能性が高いCOP1または独立した経路による。

Using a beta-glucuronidase (GUS) reporter-COP1 fusion transgene, it was shown previously that Arabidopsis COP1 acts within the nucleus as a repressor of seedling photomorphogenic development and that high inactivation of COP1 was accompanied by a reduction of COP1 nuclear abundance (A.G. von Arnim, X.-W. Deng [1994] Cell 79: 1035-1045). Here we report that the GUS-COP1 fusion transgene can completely rescue the defect of cop1 mutations and thus is fully functional during seedling development. The kinetics of GUS-COP1 relocalization in a cop1 null mutant background during dark/light transitions imply that the regulation of the functional nuclear COP1 level plays a role in stably maintaining a committed seedling's developmental fate rather than in causing such a commitment. Analysis of GUS-COP1 cellular localization in mutant hypocotyls of all pleiotropic COP/DET/FUS loci revealed that nuclear localization of GUS-COP1 was diminished under both dark and light conditions in all mutants tested, whereas nuclear localization was not affected in the less pleiotropic cop4 mutant. Using both the brassinosteroid-deficient mutant det2 and brassinosteroid treatment of wild-type seedlings, we have demonstrated that brassinosteroid does not control the hypocotyl cell elongation through regulation nuclear localization of COP1. The growth regulator cytokinin, which also dramatically reduced hypocotyl cell elongation in the absence of light, did not prevent GUS-COP1 nuclear localization in dark-grown seedlings. Our results suggest that all of the previously characterized pleiotropic COP/DET/FUS loci are required for the proper nuclear localization of the COP1 protein in the dark, whereas the less pleiotropic COP/DET loci or plant regulators tested are likely to act either downstream of COP1 or by independent pathways.