【文献分享】小肽AtZSP1调控植物器官大小

小肽(≤100氨基酸)广泛存在于真核生物,参与植物生长发育以及防御和胁迫响应的各个方面。拟南芥基因组编码大量的小肽,其中一类来自于前体蛋白,根据其N端序列分为分泌肽和非分泌肽(如CLAVATA3、LUREs和RALFs)。另一类小肽是直接从小开放阅读框(sORFs)翻译而来(如ROTUNDIFOLIA4和POLARIS),也是植物正常生长所必需的。尽管已有多项研究表明小肽在植物生长和胁迫响应中作为信号转导或调控分子发挥功能,但许多由sORFs直接翻译的未知小肽仍有待鉴定。

2022年3月14日,New Phytologist在线发表了中国农业大学植物张学琴课题组题为“Plant-specific small peptide AtZSP1 interacts with ROCK1 to regulateorgan size in Arabidopsis”的研究论文。该研究鉴定发现植物特异性小肽AtZSP1与ROCK1互作,两者可能作用于同一途径,通过影响拟南芥细胞分裂素水平来调控器官大小。

作者首先从TAIR10数据库中提取了4479个小肽(≤150氨基酸),其中3698个小肽属于未注释的。进而过滤掉有信号肽的,获得366。366个小肽中只有28个是单copy的,其中有10个有T-DNA插入系,最后作者锚定到了Zengda Small Peptide 1 (AtZSP1)(图a)。从生长的状况来看,纯合T-DNA插入突变体的器官明显小于WT,尤其是四周龄地上组织的大小,表明它可能正调控器官生长(图b)。AtZSP1的过表达可完全回补atzsp1-1突变体的小器官表型(图b)。对于鲜重,叶围等的统计也表明,AtZSP1明显正调控器官的发育(图c,d,f)。T-DNA插入序列分析也发现是发生在AtZSP1外显子的起始密码子前的大概20多bp(图e)。

详细的表型调查也是表明AtZSP1的敲除降低了例如plant height, cotyledon area, flower numbers, silique numbers 等(下图)。但是过表达株系则是相反的趋势(下图)。

从小肽AtZSP1的表达来看,基本上各个组织中均有表达。进化分析也发现,在很多个物种都有这个小肽。并编码一种在植物中高度保守的包含57个氨基酸的内膜相关蛋。

进一步营养和生殖阶段表型比较以及扫描电镜观察证实,AtZSP1正调控拟南芥器官生长和大小。亚细胞定位也发现这个小肽可以定位到TGN, PVC, Golgi, ER等区域。

通过对敲除植株和WT的野生型RNA-seq对比发现,AtZSP可能主要通过调控cytokinin,也就是细胞分裂激素信号来调控植株的生长和发育。并且在敲除和过表达植物,细胞分裂素的含量都得到显著的降低和提升。并且ARR家族中的5/6/7也是得到了显著的降低和提升。说明AtZSP可能通过调控这几个功能基因调控细胞分裂素的合成。

进一步酵母双杂的结果表明,AtZSP可以和ROCK1基因互作,一个已知与细胞分裂素有关的蛋白。进一步的co-IP,BiFC,Split-LUC等实验也表明AtZSP1与ROCK1在内膜系统中互作。并且AtZSP1的表型和低细胞分裂素水平能够被rock1突变部分恢复,表明AtZSP1可能与ROCK1相互拮抗地作用于同一通路,以调控与细胞分裂素水平相关的器官生长。

最后,作者利用docking探索了小肽AtZSP1如何与ROCK1的不同区域进行互作的。模拟结果发现AtZSP1中的W23对于两蛋白的互作必不可少。

本文使用 文章同步助手 同步

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 195,783评论 5 462
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,360评论 2 373
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 142,942评论 0 325
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,507评论 1 267
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,324评论 5 358
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,299评论 1 273
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,685评论 3 386
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,358评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,652评论 1 293
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,704评论 2 312
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,465评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,318评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,711评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,991评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,265评论 1 251
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,661评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,864评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容