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Functional pleiotropism, diversity and redundancy of Salvia miltiorrhiza Bunge JAZ family proteins in jasmonate-induced tanshinone and phenolic acid biosynthesis
Horticulture Research ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-07-25 , DOI: 10.1093/hr/uhac166
Pengda Ma 1 , Tianlin Pei 1, 2 , Bingbing Lv 1 , Mei Wang 1 , Juane Dong 1 , Zongsuo Liang 1, 3
Affiliation  

Jasmonate (JA) signaling regulates plant growth and development, biotic and abiotic stress tolerance, and primary and secondary metabolism biosynthesis. It is extensively modulated by JA-ZIM-domain (JAZ) family genes. In previous work, we obtained 9 SmJAZ genes of Salvia miltiorrhiza and proved that SmJAZ8 was the core repressor of JA-induced tanshinone and phenolic acid biosynthesis. Here, we demonstrate that SmJAZ3 and SmJAZ4 act as repressors of JA-induced biosynthesis of tanshinones and salvianolic acid B (Sal B). This suggests that SmJAZ3/4 redundancy of functional of the tanshinone and Sal B biosynthesis. SmJAZ1/2/5/6/9 are activators for JA-induced tanshinones biosynthesis and repressors for the JA-induced Sal B biosynthesis. This demonstrates the redundancy and diversity of SmJAZ1/2/5/6/9 functions. Besides, SmJAZ10 only inhibited JA-induced Sal B synthesis, but had no effect on the synthesis of tanshinone. Two-hybrid screening (Y2H) showed that SmJAZs formed homologous or heterogeneous dimers. Y2H and firefly luciferase complementation imaging (LCI) assays revealed that SmJAZs also formed a complex regulatory network with SmMYC2a, SmMYC2b, SmMYB39, and SmPAP1. Quantitative reverse transcription-PCR (qRT-PCR) indicated that SmJAZs regulated each other at the transcriptional level. Herein, we prove that SmJAZs have functional pleiotropism, diversity and redundancy in JA-induced tanshinones and phenolic acids biosynthesis. This study provides an important clue for further understanding the inherent biological significance and molecular mechanisms of the JAZ family as the gene number increases during plant evolution.

中文翻译:

丹参JAZ家族蛋白在茉莉酸诱导丹参酮和酚酸生物合成中的功能多效性、多样性和冗余性

茉莉酸 (JA) 信号调节植物生长发育、生物和非生物胁迫耐受性以及初级和次级代谢生物合成。它受到 JA-ZIM 结构域 (JAZ) 家族基因的广泛调节。在前期工作中,我们获得了丹参9个SmJAZ基因,证明SmJAZ8是JA诱导丹参酮和酚酸生物合成的核心阻遏物。在这里,我们证明 SmJAZ3 和 SmJAZ4 作为 JA 诱导的丹参酮和丹酚酸 B (Sal B) 生物合成的阻遏物。这表明丹参酮和 Sal B 生物合成功能的 SmJAZ3/4 冗余。SmJAZ1/2/5/6/9 是 JA 诱导的丹参酮生物合成的激活剂和 JA 诱导的 Sal B 生物合成的阻遏剂。这证明了 SmJAZ1/2/5/6/9 功能的冗余和多样性。除了,SmJAZ10仅抑制JA诱导的Sal B合成,对丹参酮的合成无影响。双杂交筛选 (Y2H) 表明 SmJAZs 形成同源或异源二聚体。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。但对丹参酮的合成无影响。双杂交筛选 (Y2H) 表明 SmJAZs 形成同源或异源二聚体。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。但对丹参酮的合成无影响。双杂交筛选 (Y2H) 表明 SmJAZs 形成同源或异源二聚体。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。双杂交筛选 (Y2H) 表明 SmJAZs 形成同源或异源二聚体。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。双杂交筛选 (Y2H) 表明 SmJAZs 形成同源或异源二聚体。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。Y2H 和萤火虫荧光素酶互补成像 (LCI) 分析表明,SmJAZs 还与 SmMYC2a、SmMYC2b、SmMYB39 和 SmPAP1 形成了一个复杂的调控网络。定量逆转录-PCR (qRT-PCR) 表明 SmJAZ 在转录水平上相互调节。在此,我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。我们证明了 SmJAZ 在 JA 诱导的丹参酮和酚酸生物合成中具有功能多效性、多样性和冗余性。该研究为进一步了解JAZ家族在植物进化过程中基因数量增加的内在生物学意义和分子机制提供了重要线索。
更新日期:2022-07-25
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