ABSTRACT The plant-specific TCP transcription factors play pivotal roles in various processes of plant growth and development. However, little is known regarding the functions of TCPs in plant oil biosynthesis. Our recent work showed that TCP4 mediates oil production via interaction with WRINKLED1 (WRI1), an essential transcription factor governing plant fatty acid biosynthesis. Arabidopsis WRI1 (AtWRI1) physically interacts with multiple TCPs, including TCP4, TCP10, and TCP24. Transient co-expression of AtWRI1 with TCP4, but not TCP10 or TCP24, represses oil accumulation in Nicotiana benthamiana leaves. Increased TCP4 in transgenic plants overexpressing a miR319-resistant TCP4 (rTCP4) decreased the expression of AtWRI1 target genes. The tcp4 knockout mutant, the jaw-D mutant with significant reduction of TCP4 expression, and a tcp2 tcp4 tcp10 triple mutant, display increased seed oil contents compared to the wild-type Arabidopsis. The APETALA2 (AP2) transcription factor WRI1 is characterized by regulating fatty acid biosynthesis through cross–family interactions with multiple transcriptional, post-transcriptional, and post-translational regulators. The interacting regulator modules control the range of AtWRI1 transcriptional activity, allowing spatiotemporal modulation of lipid production. Interaction of TCP4 with AtWRI1, which results in a reduction of AtWRI1 activity, represents a newly discovered mechanism that enables the fine-tuning of plant oil biosynthesis.

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WRI1-TCP4 调控模块在脂质生物合成中的作用

摘要 植物特异性 TCP 转录因子在植物生长发育的各种过程中发挥着举足轻重的作用。然而，关于 TCPs 在植物油生物合成中的功能知之甚少。我们最近的工作表明，TCP4 通过与 WRINKLED1 (WRI1) 的相互作用介导石油生产，WRINKLED1 (WRI1) 是控制植物脂肪酸生物合成的必需转录因子。拟南芥 WRI1 (AtWRI1) 与多个 TCP 物理交互，包括 TCP4、TCP10 和 TCP24。AtWRI1 与 TCP4 的瞬时共表达，而不是 TCP10 或 TCP24，抑制本氏烟草叶片中的油积累。在过表达 miR319 抗性 TCP4 (rTCP4) 的转基因植物中增加的 TCP4 降低了 AtWRI1 靶基因的表达。tcp4 敲除突变体，具有显着降低 TCP4 表达的jaw-D 突变体，和 tcp2 tcp4 tcp10 三重突变体，与野生型拟南芥相比，种子油含量增加。APETALA2 (AP2) 转录因子 WRI1 的特点是通过与多个转录、转录后和翻译后调节因子的跨家族相互作用来调节脂肪酸生物合成。相互作用的调节器模块控制 AtWRI1 转录活性的范围，允许脂质产生的时空调节。TCP4 与 AtWRI1 的相互作用导致 AtWRI1 活性降低，代表了一种新发现的机制，可以微调植物油生物合成。APETALA2 (AP2) 转录因子 WRI1 的特点是通过与多个转录、转录后和翻译后调节因子的跨家族相互作用来调节脂肪酸生物合成。相互作用的调节器模块控制 AtWRI1 转录活性的范围，允许脂质产生的时空调节。TCP4 与 AtWRI1 的相互作用导致 AtWRI1 活性降低，代表了一种新发现的机制，可以微调植物油生物合成。APETALA2 (AP2) 转录因子 WRI1 的特点是通过与多个转录、转录后和翻译后调节因子的跨家族相互作用来调节脂肪酸生物合成。相互作用的调节器模块控制 AtWRI1 转录活性的范围，允许脂质产生的时空调节。TCP4 与 AtWRI1 的相互作用导致 AtWRI1 活性降低，代表了一种新发现的机制，可以微调植物油生物合成。