앱시스산은 환경 스트레스 상태, 특히 물이 부족한 상태에서 기공을 조절하는 반응에 중요한 역할을 하는 식물 호르몬이다. 스트레스 반응 동안 발생하는 신호 전달은 방어 관련 유전자의 전사에 의해 시작된다. 우선 고추에서 ethylene-responsive 전사조절인자인 CaAIEF1과 homeodomain-leucine zipper 전사조절인자인 CaDRHB1을 분리하였다. CaAIEF1 유전자는 앱시스산, 건조 및 고염 처리에 의해 유도되며 CaAIEF1의 C-말단부 산성 도메인이 transactivation 효과가 있는 것을 ...
앱시스산은 환경 스트레스 상태, 특히 물이 부족한 상태에서 기공을 조절하는 반응에 중요한 역할을 하는 식물 호르몬이다. 스트레스 반응 동안 발생하는 신호 전달은 방어 관련 유전자의 전사에 의해 시작된다. 우선 고추에서 ethylene-responsive 전사조절인자인 CaAIEF1과 homeodomain-leucine zipper 전사조절인자인 CaDRHB1을 분리하였다. CaAIEF1 유전자는 앱시스산, 건조 및 고염 처리에 의해 유도되며 CaAIEF1의 C-말단부 산성 도메인이 transactivation 효과가 있는 것을 효모를 이용하여 밝혔다. 또한 CaAIEF1 유전자가 코딩하는 단백질이 세포내에서 핵에 위치하는 것을 확인하였다. CaAIEF1의 생물학적 기능을 밝히기 위해 CaAIEF1의 발현이 저하된 고추와 CaAIEF1이 과발현된 애기장대를 사용하였다. CaAIEF1의 발현이 저하된 고추는 건조에 민감한 표현형이 나타났고 CaAIEF1이 과발현된 애기장대는 건조에 내성을 갖는 표현형이 나타났으며, 이것은 증산에 의한 수분 손실과 기공 개폐의 조절에 의한 것으로 확인되었다. 이들 식물체에서는 스트레스 관련 유전자의 발현이 각각 저하되거나 유도되는 특징을 확인할 수 있었다. CaDRHB1은 전사조절인자를 코딩하는 homeobox 유전자로 건조 및 앱시스산에 의해 유도되었다. CaDRHB1의 발현이 저하된 고추는 기공이 잘 닫히지 않는 특징을 가지고 있어 높은 수분 손실을 보여 건조 스트레스에 민감성 표현형을 보였다. 반면에 CaDRHB1이 과발현된 애기장대는 CaDRHB1의 발현이 저하된 고추와 대조되는 표현형을 보였다. CaDRHB1은 HD-ZIP 도메인 외에도 serine-rich 부위(아미노산 8-32)와 AHA motif (아미노산 216-243)를 가지고 있어 이들 도메인이 transactivation 활성을 각각 음성적, 양성적으로 조절하였다. 또한, 아미노산 139-190은 앱시스산 신호전달에서 음성조절자로 작용하는 고추 type 2C protein phosphatases (PP2C)와 상호작용 하였다. 이러한 결과들은 CaAIEF1과 CaDRHB1이 건조 스트레스 반응과 앱시스산 신호전달과정에서 양성조절자로서 역할을 한다는 것을 보여준다.
앱시스산은 환경 스트레스 상태, 특히 물이 부족한 상태에서 기공을 조절하는 반응에 중요한 역할을 하는 식물 호르몬이다. 스트레스 반응 동안 발생하는 신호 전달은 방어 관련 유전자의 전사에 의해 시작된다. 우선 고추에서 ethylene-responsive 전사조절인자인 CaAIEF1과 homeodomain-leucine zipper 전사조절인자인 CaDRHB1을 분리하였다. CaAIEF1 유전자는 앱시스산, 건조 및 고염 처리에 의해 유도되며 CaAIEF1의 C-말단부 산성 도메인이 transactivation 효과가 있는 것을 효모를 이용하여 밝혔다. 또한 CaAIEF1 유전자가 코딩하는 단백질이 세포내에서 핵에 위치하는 것을 확인하였다. CaAIEF1의 생물학적 기능을 밝히기 위해 CaAIEF1의 발현이 저하된 고추와 CaAIEF1이 과발현된 애기장대를 사용하였다. CaAIEF1의 발현이 저하된 고추는 건조에 민감한 표현형이 나타났고 CaAIEF1이 과발현된 애기장대는 건조에 내성을 갖는 표현형이 나타났으며, 이것은 증산에 의한 수분 손실과 기공 개폐의 조절에 의한 것으로 확인되었다. 이들 식물체에서는 스트레스 관련 유전자의 발현이 각각 저하되거나 유도되는 특징을 확인할 수 있었다. CaDRHB1은 전사조절인자를 코딩하는 homeobox 유전자로 건조 및 앱시스산에 의해 유도되었다. CaDRHB1의 발현이 저하된 고추는 기공이 잘 닫히지 않는 특징을 가지고 있어 높은 수분 손실을 보여 건조 스트레스에 민감성 표현형을 보였다. 반면에 CaDRHB1이 과발현된 애기장대는 CaDRHB1의 발현이 저하된 고추와 대조되는 표현형을 보였다. CaDRHB1은 HD-ZIP 도메인 외에도 serine-rich 부위(아미노산 8-32)와 AHA motif (아미노산 216-243)를 가지고 있어 이들 도메인이 transactivation 활성을 각각 음성적, 양성적으로 조절하였다. 또한, 아미노산 139-190은 앱시스산 신호전달에서 음성조절자로 작용하는 고추 type 2C protein phosphatases (PP2C)와 상호작용 하였다. 이러한 결과들은 CaAIEF1과 CaDRHB1이 건조 스트레스 반응과 앱시스산 신호전달과정에서 양성조절자로서 역할을 한다는 것을 보여준다.
Abscisic acid (ABA) is a plant hormone that plays a critical role in the response to environmental stress conditions, especially regulation of the stomatal aperture under water-deficit conditions. The signal transduction occurring during the stress response is initiated by transcription of defense-r...
Abscisic acid (ABA) is a plant hormone that plays a critical role in the response to environmental stress conditions, especially regulation of the stomatal aperture under water-deficit conditions. The signal transduction occurring during the stress response is initiated by transcription of defense-related genes. Here, I isolated the pepper ethylene-responsive transcription factor CaAIEF1 (Capsicum annuum ABA Induced ERF 1) and homeodomain-leucine zipper transcription factor CaDRHB1 (Capsicum annuum Dehydration-responsive Homeobox 1). The CaAIEF1 gene was significantly induced after exposure to ABA, drought, and high salinity. Fusion of the acidic domain in the C-terminal region of CaAIEF1 to the GAL4 DNA-binding domain had a transactivation effect on the reporter gene in yeast. Further, the CaAIEF1-GFP fusion constructs localized in the nucleus. I used CaAIEF1-silenced plants and CaAIEF1-overexpressing (OX) plants to elucidate the biological function of CaAIEF1 in response to ABA and drought stress. CaAIEF1-silenced pepper plants and CaAIEF1-OX Arabidopsis plants displayed drought-sensitive and -tolerant phenotypes, respectively, which were characterized by regulation of transpirational water loss and stomatal aperture. In drought stress condition, quantitative RT-PCR analyses revealed that the expression levels of pepper stress-related genes were higher in CaAIEF1-silenced pepper plants than control plants. Moreover, expression levels of Arabidopsis stress-related genes were significantly reduced in CaAIEF1-OX plants compared with control plants in drought stress condition. CaDRHB1, a Homeobox gene encode transcription factors, responds to abiotic stress and ABA treatment, especially to dehydration. CaDRHB1-silenced pepper plants exhibited a dehydration-sensitive phenotype characterized by high levels of transpirational water loss via decreased stomatal closure. CaDRHB1-OX transgenic Arabidopsis plants showed a contrasting opposite phenotype to that of CaDRHB1-silenced pepper plants. Outside of the HD-ZIP domain, CaDRHB1 has a serine-rich region (amino acids 8-32) and an AHA motif (amino acids 216–243) which negatively and positively regulate transactivation activity in yeast, respectively. In addition, amino acids 139–190 interact with pepper type 2C protein phosphatases which act as a negative regulator of ABA signaling. My findings suggest that CaAIEF1 and CaDRHB1 positively regulates the drought stress response and the ABA signaling.
Abscisic acid (ABA) is a plant hormone that plays a critical role in the response to environmental stress conditions, especially regulation of the stomatal aperture under water-deficit conditions. The signal transduction occurring during the stress response is initiated by transcription of defense-related genes. Here, I isolated the pepper ethylene-responsive transcription factor CaAIEF1 (Capsicum annuum ABA Induced ERF 1) and homeodomain-leucine zipper transcription factor CaDRHB1 (Capsicum annuum Dehydration-responsive Homeobox 1). The CaAIEF1 gene was significantly induced after exposure to ABA, drought, and high salinity. Fusion of the acidic domain in the C-terminal region of CaAIEF1 to the GAL4 DNA-binding domain had a transactivation effect on the reporter gene in yeast. Further, the CaAIEF1-GFP fusion constructs localized in the nucleus. I used CaAIEF1-silenced plants and CaAIEF1-overexpressing (OX) plants to elucidate the biological function of CaAIEF1 in response to ABA and drought stress. CaAIEF1-silenced pepper plants and CaAIEF1-OX Arabidopsis plants displayed drought-sensitive and -tolerant phenotypes, respectively, which were characterized by regulation of transpirational water loss and stomatal aperture. In drought stress condition, quantitative RT-PCR analyses revealed that the expression levels of pepper stress-related genes were higher in CaAIEF1-silenced pepper plants than control plants. Moreover, expression levels of Arabidopsis stress-related genes were significantly reduced in CaAIEF1-OX plants compared with control plants in drought stress condition. CaDRHB1, a Homeobox gene encode transcription factors, responds to abiotic stress and ABA treatment, especially to dehydration. CaDRHB1-silenced pepper plants exhibited a dehydration-sensitive phenotype characterized by high levels of transpirational water loss via decreased stomatal closure. CaDRHB1-OX transgenic Arabidopsis plants showed a contrasting opposite phenotype to that of CaDRHB1-silenced pepper plants. Outside of the HD-ZIP domain, CaDRHB1 has a serine-rich region (amino acids 8-32) and an AHA motif (amino acids 216–243) which negatively and positively regulate transactivation activity in yeast, respectively. In addition, amino acids 139–190 interact with pepper type 2C protein phosphatases which act as a negative regulator of ABA signaling. My findings suggest that CaAIEF1 and CaDRHB1 positively regulates the drought stress response and the ABA signaling.
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