ZmPP2C26 điều tiết tính chống chịu khô hạn của cây bắp

 ZmPP2C26 điều tiết tính chống chịu khô hạn của cây bắp

Nguồn: Fengzhong Lu, Wanchen Li, Yalin Peng, Yang Cao, Jingtao Qu, Fuai Sun, Qingqing Yang, Yanli Lu, Xuehai Zhang, Lanjie Zheng, Fengling Fu, Haoqiang Yu. 2022. ZmPP2C26 Alternative Splicing Variants Negatively Regulate Drought Tolerance in Maize

Front Plant Sci.; 2022 Apr 8; 13:851531

 

PP2C viết tắt từ chữ Serine/threonine protein phosphatase 2C  thực hiện phản ứng dephosphoryl hóa những proteins, đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong tăng trưởng và phát triển của thực vật, cũng như phản ứng với stress. Trong nghiên cứu này, người ta định tính một clade B member của họ PP2C trong cây bắp, i.e., ZmPP2C26, protein này điều tiết một cách tiêu cực tính chống chịu hạn bởi ZmMAPK3 và ZmMAPK7 thực hiện dephosphoryl trong hệ gen cây bắp. Gen ZmPP2C26  phát sinh ra hai isoforms: ZmPP2C26L và ZmPP2C26S thông qua sự kiện “splicing” không điển hình. ZmPP2C26S mất 71 amino acids bao gồm mô típ tương tác MAPK và biểu hiện hoạt tính men phosphatase cao hơn ZmPP2C26L. ZmPP2C26L tương tác trực tiếp với ZmMAPK3 và ZmMAPK7 bị dephosphoryl hóa, và định vị trong lục lạp cũng như trong nhân, nhưng ZmPP2C26S chỉ dephosphoryl hóa ZmMAPK3 và định vị trong bào chất và trong nhân. Sự biểu hiện gen ZmPP2C26L và ZmPP2C26 bị ức chế rất đáng kể bởi stress khô hạn. Trong khi đó, đột biến cây bắp zmpp2c26 biểu hiện sự tăng cường tính chống chịu khô hạn với kiểu hình rễ dài hơn, khối lượng rễ lớn hơn, hàm lượng diệp lục nhiều hơn, mức độ quang hợp cao hơn so với WT (wild type). Tuy nhiên, sự biểu hiện mạnh mẽ của gen ZmPP2C26L và ZmPP2C26S làm giảm đáng kể tính chống chịu hạn trong cây Arabidopsis và cây lúa với chiều dài rễ ngắn hơn, hàm lượng diệp lục thấp hơn, mức độ quang hợp thấp hpơn. Phân tích “phosphoproteomic” cho kết quả: ZmPP2C26 protein cũng làm thay đổi phosphoryl hóa của những proteins có trong chu trình quang hợp. Nghiên cứu này cung cấp luận điểm mới  về PP2C trong phản ứng với stress phi sinh học.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35463404/#affiliation-1