Термоустойчивость лилий: роль взаимодействия HsfA2 и актина

Исследователи обнаружили, что фактор транскрипции теплового стресса HsfA2 и актин-взаимодействующий белок (AIP) LACTIN взаимодействуют на белковом уровне у лилии Lilium longiflorum "White Heaven". Это взаимодействие регулирует экспрессию генов и защищает клетки от теплового стресса. У лилии Lilium oriental "Siberia" такое взаимодействие не происходит, что потенциально объясняет разницу в термоустойчивости между сортами.

Эти результаты дают ценную основу для будущих исследований реакции лилий на тепловой стресс и могут помочь в выведении термоустойчивых сортов.

Молекулярные основы исследования

В исследовании, опубликованном в Ornamental Plant Research 24 апреля 2024 года, методом молекулярного клонирования был проанализирован белок HsfA2 у двух сортов лилий:

  • У "Siberia" кодирующая последовательность LoHsfA2 составляет 1 077 п.н. и кодирует белок из 358 аминокислот.
  • Выравнивание аминокислотных последовательностей показало высокую гомологию между LlHsfA2 ("White Heaven") и LoHsfA2 ("Siberia"), включая консервативные домены: DNA binding domain (DBD) и nuclear localization signal (NLS).
  • Ключевое отличие: у LlHsfA2 присутствует домен AIP3, которого нет у LoHsfA2.

Последовательности гена ACTIN у обоих сортов оказались идентичными, что указывает на высокую консервативность актина у разных лилий.

Экспериментальные доказательства взаимодействия

  1. Субклеточная локализация: LACTIN обнаружен как в ядре, так и в цитоплазме.
  2. BiFC-анализ (бимолекулярная флуоресцентная комплементация): подтвердил, что LlHsfA2 взаимодействует с LACTIN в ядре клеток "White Heaven", но не в клетках "Siberia".
  3. VIGS (подавление генов с помощью вируса): сайленсинг генов HsfA2 и ACTIN снизил термоустойчивость у "White Heaven", но не повлиял на "Siberia".
  4. qRT-PCR анализ: показал, что у "White Heaven" HsfA2 и ACTIN влияют на экспрессию друг друга, формируя положительную обратную связь, которая опосредует термоустойчивость.

Выводы и перспективы

Ведущий исследователь Цзюньна Хэ отмечает: "Мы обнаружили новый путь, с помощью которого HsfA2 регулирует реакцию растения на тепловой стресс на белковом уровне, и предоставили новую теоретическую основу для решения молекулярного механизма термоустойчивости лилий".

Итог исследования:

  • У "White Heaven" LlHsfA2 взаимодействует с актином, усиливая термоустойчивость.
  • У "Siberia" LoHsfA2 лишён этого взаимодействия из-за отсутствия домена AIP3.
  • Это открытие предлагает новые мишени и пути для селекции термоустойчивых сортов лилий.

Будущие исследования будут направлены на изучение конкретных молекулярных механизмов этого взаимодействия и его применения для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур.