Учёные раскрыли фосфорилирование-управляемый путь ауксиновой сигнализации для регуляции размера семян риса
В исследовании, опубликованном в Cell Reports, группа профессора Сун Сяньцзюня из Института ботаники Китайской академии наук раскрыла генную сеть, лежащую в основе регуляции размера семян риса.
Исследователи обнаружили, что генетически определённый каскад OsTIR1–OsIAA10–OsARF4 играет важную роль в контроле размера зерна риса. Фосфорилирование белка OsIAA10 киназой TGW3 (Thousand-grain weight on chromosome 3) регулирует этот признак, изменяя соответствующую ауксиновую сигнализацию.
Размер зерна риса (Oryza sativa L.) — важный агрономический признак, значительно влияющий на урожайность и качество. Однако до сих пор было известно мало генетически определённых путей его контроля.
В 2018 году исследователи совместно с другими группами сообщили о крупном QTL для размера зерна и урожайности — TGW3, кодирующем GSK3-подобную протеинкиназу. Затем они идентифицировали канонический белок ауксина/индол-3-уксусной кислоты OsIAA10 как новый партнёр TGW3 по взаимодействию. Как и ожидалось, TGW3 способен фосфорилировать OsIAA10.
В данном исследовании учёные идентифицировали три сериновых сайта OsIAA10 — Ser68, Ser75 и Ser97 — как основные аминокислоты, фосфорилируемые TGW3, и обнаружили, что это фосфорилирование участвует в регуляции размера зерна.
Кроме того, они показали, что фосфорилирование OsIAA10 киназой TGW3 способствует убиквитинилированию и протеолизу субстрата. Механистически фосфорилирование OsIAA10 способствует его взаимодействию с OsTIR1, но препятствует ассоциации с OsARF4.
Генетические данные также указали, что работоспособная ось ауксиновой сигнализации OsTIR1–OsIAA10–OsARF4 регулирует размер зерна риса.
«TGW3 может опосредовать ответ на брассиностероиды (BR), и этот физиологический эффект может передаваться через данный регуляторный путь», — отметил первый автор исследования доктор Ма Мин.
В целом, эти результаты раскрывают фосфорилирование-управляемый путь ауксиновой сигнализации для регуляции размера семян риса, предоставляя полезную информацию для улучшения данного агрономического признака у сельскохозяйственных культур.