大豆の bZIP 転写因子は植物に複数の生物学的・生物学的ストレス応答を与える

A Soybean bZIP Transcription Factor Confers Multiple Biotic and Abiotic Stress Responses in Plant.

• Qing He
• Hanyang Cai
• Mengyan Bai
• Man Zhang
• Fangqian Chen
• Youmei Huang
• S V G N Priyadarshani
• Mengnan Chai
• Liping Liu
• Yanhui Liu
• Huihuang Chen
• Yuan Qin

抄録

基本ロイシンジッパー（bZIP）は、植物特異的な転写因子ファミリーであり、生物学的および生物学的ストレスへの応答に重要な役割を果たしている。しかし、ダイズにおける bZIP 遺伝子の機能についてはほとんど知られていない。本研究では、ダイズから bZIP 遺伝子を単離した。を単離し、細胞内局在性を調べたところ、核内局在性が明らかになった。その結果、ABA（アブシジン酸）、JA（ジャスモン酸）、SA（サリチル酸）では発現が有意に誘導されたが、塩ストレスや干ばつストレスでは発現が低下することが明らかになった。さらに、過剰発現系統は、ABA-, JA-, ETH- (エテフォン)およびSA誘導マーカー遺伝子の発現がアップレギュレートされたことに関連して抵抗性を示したが、塩ストレスおよび干ばつストレスに対しては、気孔閉鎖の破壊に関連して感受性を示し、塩ストレスおよび干ばつストレスマーカー遺伝子の発現がダウンレギュレートされた。大豆一過性過剰発現株を作製し、クロマチン免疫沈降アッセイを行ったところ、GmbZIP19 がダイズの ABA-, JA-, ETH-, SA 誘導マーカー遺伝子のプロモーターに結合していることが明らかになった。また、酵母の一代雑種を用いて、この組み合わせを検証した。今回の研究により、GmbZIP19 は病原体抵抗性の正の調節因子であり、塩ストレスや干ばつストレス耐性の負の調節因子であることが示唆された。

The basic leucine zipper (bZIP) is a plant-specific transcription factor family that plays crucial roles in response to biotic and abiotic stresses. However, little is known about the function of bZIP genes in soybean. In this study, we isolated a bZIP gene, , from soybean. A subcellular localization study of revealed its nucleus localization. We showed that expression was significantly induced by ABA (abscisic acid), JA (jasmonic acid) and SA (salicylic acid), but reduced under salt and drought stress conditions. Further, overexpression lines showed increased resistance to and associated with upregulated ABA-, JA-, ETH- (ethephon-)and SA-induced marker genes expression, but exhibited sensitivity to salt and drought stresses in association with destroyed stomatal closure and downregulated the salt and drought stresses marker genes' expression. We generated a soybean transient overexpression line, performed a Chromatin immunoprecipitation assay and found that GmbZIP19 bound to promoters of ABA-, JA-, ETH-, and SA-induced marker genes in soybean. The yeast one-hybrid verified the combination. The current study suggested that is a positive regulator of pathogen resistance and a negative regulator of salt and drought stress tolerance.