MAIN CONCLUSION The peptidyl-prolyl isomerases FKBP15-1 and FKBP15-2 negatively modulate lateral root development by repressing vacuolar invertase VIN2 activity. Lateral root (LR) architecture greatly affects the efficiency of nutrient absorption and the anchorage of plants. Although the internal phytohormone regulatory mechanisms that control LR development are well known, how external nutrients influence lateral root development remains elusive. Here, we characterized the function of two FK506-binding proteins, namely, FKBP15-1 and FKBP15-2, in Arabidopsis. FKBP15-1/15-2 genes were expressed prominently in the vascular bundles of the root basal meristem region, and the FKBP15-1/15-2 proteins were localized to the endoplasmic reticulum of the cells. Using IP-MS, Co-IP, and BiFC assays, we demonstrated that FKBP15-1 and FKBP15-2 interacted with vacuolar invertase 2 (VIN2). Compared to Col-0 and the single mutants, the fkbp15-1fkbp15-2 double mutant had more LRs, and presented higher sucrose catalytic activity. Moreover, genetic analysis showed genetic epistasis of VIN2 over FKBP15-1/FKBP15-2 in controlling LR development. Our results indicate that FKBP15-1 and FKBP15-2 participate in the control of LR number by inhibiting the catalytic activity of VIN2. Owing to the conserved peptidylprolyl cis-trans isomerase activity of FKBP family proteins, our results provide a clue for further analysis of the interplay between lateral root development and protein modification by FKBPs.

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肽基脯氨酰异构酶 FKBP15-1 和 FKBP15-2 通过抑制拟南芥液泡转化酶 VIN2 对侧根发育产生负面影响

主要结论 肽基脯氨酰异构酶 FKBP15-1 和 FKBP15-2 通过抑制液泡转化酶 VIN2 活性负调节侧根发育。侧根（LR）结构极大地影响养分吸收效率和植物的锚定。尽管控制 LR 发育的内部植物激素调节机制是众所周知的，但外部养分如何影响侧根发育仍然难以捉摸。在这里，我们描述了拟南芥中两种 FK506 结合蛋白的功能，即 FKBP15-1 和 FKBP15-2。FKBP15-1/15-2基因在根基部分生组织区域的维管束中显着表达，FKBP15-1/15-2蛋白定位于细胞的内质网。使用 IP-MS、Co-IP 和 BiFC 分析，我们证明了 FKBP15-1 和 FKBP15-2 与液泡转化酶 2 (VIN2) 相互作用。与Col-0和单突变体相比，fkbp15-1fkbp15-2双突变体具有更多的LRs，并表现出更高的蔗糖催化活性。此外，遗传分析显示 VIN2 在控制 LR 发育中的遗传上位性优于 FKBP15-1/FKBP15-2。我们的研究结果表明，FKBP15-1 和 FKBP15-2 通过抑制 VIN2 的催化活性参与 LR 数的控制。由于 FKBP 家族蛋白具有保守的肽基脯氨酰顺反异构酶活性，我们的研究结果为进一步分析侧根发育与 FKBP 修饰蛋白质之间的相互作用提供了线索。并表现出更高的蔗糖催化活性。此外，遗传分析显示 VIN2 在控制 LR 发育中的遗传上位性优于 FKBP15-1/FKBP15-2。我们的研究结果表明，FKBP15-1 和 FKBP15-2 通过抑制 VIN2 的催化活性参与 LR 数的控制。由于 FKBP 家族蛋白具有保守的肽基脯氨酰顺反异构酶活性，我们的研究结果为进一步分析侧根发育与 FKBP 修饰蛋白质之间的相互作用提供了线索。并表现出更高的蔗糖催化活性。此外，遗传分析显示 VIN2 在控制 LR 发育中的遗传上位性优于 FKBP15-1/FKBP15-2。我们的研究结果表明，FKBP15-1 和 FKBP15-2 通过抑制 VIN2 的催化活性参与 LR 数的控制。由于 FKBP 家族蛋白具有保守的肽基脯氨酰顺反异构酶活性，我们的研究结果为进一步分析侧根发育与 FKBP 修饰蛋白质之间的相互作用提供了线索。