Studie zeigt, dass das CONSTANS-Protein die Salztoleranz bei Arabidopsis negativ beeinflusst

CONSTANS (CO), ein bekanntes Mitglied der B-Box-Familie, ist der Hauptbestandteil der photoperiodisch regulierten Blüte- und zirkadianen Wege in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). CO wird in verschiedenen Geweben exprimiert, einschließlich der Wurzeln von Sämlingen und jungen Blättern. Die Rolle und die zugrunde liegenden Mechanismen von CO bei der Modulation physiologischer Prozesse außerhalb der Blüte bleiben jedoch unklar.

In einer Studie veröffentlicht in PflanzenphysiologieForscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zeigten, dass das CONSTANS-Protein die Salztoleranz bei Arabidopsis negativ modulierte, indem es sich physikalisch mit den Transkriptionsfaktoren des Abscisinsäure-responsiven Elementbindungsfaktors (ABF) unter Langtag-Bedingungen assoziierte und diese antagonisierte Bedingungen.

Die Forscher analysierten zunächst das räumliche Muster der CO-Expression und entdeckten dessen Transkripte in jungen Blättern und Wurzeln von Sämlingen. Sie beobachteten, dass die CO-Transkription und die Proteinspiegel bei salzgestressten Sämlingen abnahmen.

Anschließend führten sie phänotypische Analysen durch und stellten fest, dass CO die Salztoleranz unter Langtagbedingungen (LD) negativ beeinflusst. Die mutierten CO-Sämlinge mit Funktionsverlust waren toleranter gegenüber Salzstress, wohingegen eine Überexpression von CO zu Pflanzen mit einer verringerten Toleranz gegenüber Salzstress führte.

Genetische Analysen ergaben, dass die negative Rolle von GIGANTEA (GI) bei der Vermittlung der Salztoleranz ein funktionelles CO-Protein erfordert. Weitere Untersuchungen zeigten, dass CO physikalisch mit den Abscisic Acid-Responsive Element Binding Factor1 (ABF1), ABF2, ABF3 und ABF4 interagiert, die zu einer großen Familie grundlegender Leucin-Zipper-Domänen gehören.

Diese ABFs waren positiv an der Modulation der Salztoleranz beteiligt. CO unterdrückte die Expression mehrerer auf den Salzgehalt reagierender Gene und beeinträchtigte die transkriptionelle Regulierungsfunktion von ABF3.

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass CO antagonistisch mit ABFs interagiert, um Salzreaktionen zu hemmen. Diese Studie liefert ein mechanistisches Verständnis dafür, wie die Salztoleranz von Pflanzen durch die Funktion von CO in Verbindung mit ABFs-Transkriptionsfaktoren negativ reguliert wird“, sagte Hu Yanru von XTBG.