FERONIA受体激酶调控核受体TIR1参与生长素信号通路的分子机制研究

Arabidopsis FERONIA (FER) receptor kinase has been identified as a versatile regulator in phytohormone responses, and plant growth and development. Auxin functions in almost every aspect of plant growth and development processes. It has been revealed that nitric oxide regulated the nitrosylation of TIR1C140, which is necessary for the nuclear auxin signaling pathway. Our preliminary results showed that the fer and llg1 mutant lacked of typical auxin responses and that FER and LLG1 regulated the auxin signaling pathway. Utilizing cell biology, biochemistry, molecular biology, and genetics approaches, we aim to disclose the molecular mechanism of the regulation of FER on the TIR1C140 nitrosylation, which lead to the shuttle of the TIR1 from the cytosol to the nucleus for the processing of the auxin signaling pathway. This work will build up a linkage between the plasma membrane localized FER receptor kinase and the nuclear auxin signaling pathway.

拟南芥FERONIA (FER)受体激酶影响多种植物激素响应和生长发育。生长素作为一种重要的植物激素几乎与所有植物生长发育过程相关，其核受体TIR1受一氧化氮(NO)的调控而影响AUX/IAA-TIR1相互作用介导的生长素信号转导。申请人发现fer突变体表现出典型的生长素缺失表型和生长素响应缺陷，并通过fer突变体原生质体响应生长素报告基因情况证实了FER调控生长素信号通路。本研究中进一步发现fer突变体中TIR1从细胞质向细胞核的转运受阻，同时发现TIR1入核依赖于TIR1C140的亚硝基化。本研究将综合运用细胞生物学、生物化学、分子生物学和遗传学等手段揭示FER调控NO引起生长素核受体TIR1C140亚硝基化，进而导致TIR1进入细胞核完成生长素信号转导的分子机制。此发现将阐明细胞膜上FER受体激酶与细胞核内生长素信号通路的调控关系。

拟南芥FERONIA (FER)受体激酶影响多种植物生长发育和抗性响应过程，其突变体表现出对根和根毛的生长对生长素不敏感的表型。LLG1是FER的共受体，其协助FER定位在细胞膜上。FER/LLG1受体复合体参与调控生长素的分子机制尚待研究。项目主持人在项目的支持下，综合运用遗传学、分子生物学、生物化学和细胞生物学实验方法，深入研究了FER/LLG1复合体通过下游活性氧信号而激活生长素核受体TIR1的分子机制。项目执行期间，我们的主要研究成绩有以下几个方面：1）FER/LLG1复合体通过活性氧调控细胞生长；2）FER突变影响生长素相关基因的转录水平变化；3）FER和LLG1突变影响生长素信号通路；4）FER和LLG1影响TIR1的亚细胞定位；5）影响TIR1入核的半胱氨酸位点的明确。目前发表研究型论文1篇（Feng，Molecular Plant，2019）和综述文章一篇（冯寒骞，生物技术通讯，2018），另有1篇文章在准备整理投稿中。.该项研究建立了细胞膜上的FER/LLG1复合体调控细胞核内生长素信号通路的分子机制，具有重要的理论意义，以及远期应用价值。