Arabidopsis KNOXI proteins activate cytokinin biosynthesis

0030698 - ÚEB 2006 RIV GB eng J - Článek v odborném periodiku
Yanai, O. - Shani, E. - Doležal, Karel - Tarkowski, Petr - Sablowski, R. - Sandberg, G. - Samach, A. - Ori, N.
Arabidopsis KNOXI proteins activate cytokinin biosynthesis.
[KNOXI proteiny z Arabidopsis aktivují biosyntézu cytokininů.]
Current Biology. Roč. 15, č. 17 (2005), s. 1566-1571. ISSN 0960-9822. E-ISSN 1879-0445
Grant ostatní: U.S. - Israel Binational Science Foundation(US) 2000109; U.S. - Israel Binational Agricultural Research and Development Fund (BARD)(US) IS-3453-03
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z50380511
Klíčová slova: SHOOT APICAL MERISTEM * HOMEOBOX GENE BREVIPEDICELLUS * POLAR AUXIN TRANSPORT
Kód oboru RIV: EB - Genetika a molekulární biologie
Impakt faktor: 11.732, rok: 2005

Plant architecture is shaped through the continuous formation of organs by meristems [1]. Class I KNOTTED1-like homeobox (KNOXI) genes are expressed in the shoot apical meristem (SAM) and are required for SAM maintenance [2-6]. KNOXI proteins and cytokinin, a plant hormone intimately associated with the regulation of cell division [7, 8], share overlapping roles, such as meristem maintenance and repression of senescence [2, 9-11], but their mechanistic and hierarchical relationship have yet to be defined. Here, we show that activation of three different KNOXI proteins using an inducible system resulted in a rapid increase in mRNA levels of the cytokinin biosynthesis gene isopentenyl transferase 7 (AtlPT7) and in the activation of ARR5, a cytokinin response factor. We further demonstrate a rapid and dramatic increase in cytokinin levels following activation of the KNOXI protein SHOOT MERISTEMLESS (STM). Application of exogenous cytokinin or expression of a cytokinin biosynthesis gene through the STM promoter partially rescued the stm mutant. We conclude that activation of cytokinin biosynthesis mediates KNOXI function in meristem maintenance. KNOXI proteins emerge as central regulators of hormone levels in plant meristems.

Třída I KNOTTED1-like homeobox (KNOXI) genů je exprimována v apikálním meristému prýtu (SAM) a je nezbytná pro zachování SAM. V tomto článku ukazujeme, že aktivace KNOXI proteinů zvyšuje hladinu mRNA AtIPT7, jednoho z genů pro isopentenyltransferasu, klíčového enzymu biosyntézy cytokininů, a také ARR5, faktor cytokininové odpovědi (cytokinin response factor). Také ukazujeme na rychlé a dramatické zvýšení hladin cytokininů po aktivaci KNOXI proteinů. Proto je možné říci, že aktivace biosyntézy cytokininů zprostředkovává funkci KNOXI genů v udržování meristému a že KNOXI proteiny vystupují jako centrální regulátory hladin hormonů v rostlinných meristémech.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0120409