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Plant hormone jasmonate prioritizes defense over growth by interfering with gibberellin signaling cascade.
Yang, Dong-Lei; Yao, Jian; Mei, Chuan-Sheng; Tong, Xiao-Hong; Zeng, Long-Jun; Li, Qun; Xiao, Lang-Tao; Sun, Tai-ping; Li, Jigang; Deng, Xing-Wang; Lee, Chin Mei; Thomashow, Michael F; Yang, Yinong; He, Zuhua; He, Sheng Yang.
Afiliación
  • Yang DL; National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China.
Proc Natl Acad Sci U S A ; 109(19): E1192-200, 2012 May 08.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-22529386
ABSTRACT
Plants must effectively defend against biotic and abiotic stresses to survive in nature. However, this defense is costly and is often accompanied by significant growth inhibition. How plants coordinate the fluctuating growth-defense dynamics is not well understood and remains a fundamental question. Jasmonate (JA) and gibberellic acid (GA) are important plant hormones that mediate defense and growth, respectively. Binding of bioactive JA or GA ligands to cognate receptors leads to proteasome-dependent degradation of specific transcriptional repressors (the JAZ or DELLA family of proteins), which, at the resting state, represses cognate transcription factors involved in defense (e.g., MYCs) or growth [e.g. phytochrome interacting factors (PIFs)]. In this study, we found that the coi1 JA receptor mutants of rice (a domesticated monocot crop) and Arabidopsis (a model dicot plant) both exhibit hallmark phenotypes of GA-hypersensitive mutants. JA delays GA-mediated DELLA protein degradation, and the della mutant is less sensitive to JA for growth inhibition. Overexpression of a selected group of JAZ repressors in Arabidopsis plants partially phenocopies GA-associated phenotypes of the coi1 mutant, and JAZ9 inhibits RGA (a DELLA protein) interaction with transcription factor PIF3. Importantly, the pif quadruple (pifq) mutant no longer responds to JA-induced growth inhibition, and overexpression of PIF3 could partially overcome JA-induced growth inhibition. Thus, a molecular cascade involving the COI1-JAZ-DELLA-PIF signaling module, by which angiosperm plants prioritize JA-mediated defense over growth, has been elucidated.
Asunto(s)
Ciclopentanos/metabolismo; Giberelinas/metabolismo; Oxilipinas/metabolismo; Plantas/metabolismo; Transducción de Señal/fisiología; Arabidopsis/genética; Arabidopsis/crecimiento & desarrollo; Arabidopsis/metabolismo; Proteínas de Arabidopsis/genética; Proteínas de Arabidopsis/metabolismo; Factores de Transcripción Básicos con Cremalleras de Leucinas y Motivos Hélice-Asa-Hélice/genética; Factores de Transcripción Básicos con Cremalleras de Leucinas y Motivos Hélice-Asa-Hélice/metabolismo; Factores de Transcripción con Motivo Hélice-Asa-Hélice Básico/genética; Factores de Transcripción con Motivo Hélice-Asa-Hélice Básico/metabolismo; Ciclopentanos/farmacología; Proteínas de Unión al ADN/genética; Proteínas de Unión al ADN/metabolismo; Proteínas F-Box/genética; Proteínas F-Box/metabolismo; Regulación de la Expresión Génica de las Plantas/efectos de los fármacos; Giberelinas/farmacología; Mutación; Oryza/genética; Oryza/crecimiento & desarrollo; Oryza/metabolismo; Oxilipinas/farmacología; Desarrollo de la Planta; Reguladores del Crecimiento de las Plantas/metabolismo; Reguladores del Crecimiento de las Plantas/farmacología; Proteínas de Plantas/genética; Proteínas de Plantas/metabolismo; Plantas/genética; Unión Proteica; Proteolisis/efectos de los fármacos; Interferencia de ARN; Proteínas Represoras/genética; Proteínas Represoras/metabolismo; Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcriptasa Inversa; Plantones/efectos de los fármacos; Plantones/genética; Plantones/metabolismo; Transducción de Señal/efectos de los fármacos; Transducción de Señal/genética; Factores de Transcripción/genética; Factores de Transcripción/metabolismo; Técnicas del Sistema de Dos Híbridos

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Plantas / Transducción de Señal / Ciclopentanos / Oxilipinas / Giberelinas Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Proc Natl Acad Sci U S A Año: 2012 Tipo del documento: Article País de afiliación: China

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Plantas / Transducción de Señal / Ciclopentanos / Oxilipinas / Giberelinas Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Proc Natl Acad Sci U S A Año: 2012 Tipo del documento: Article País de afiliación: China