Cell type–specific attenuation of brassinosteroid signaling precedes stomatal asymmetric cell division

油菜素甾醇 细胞生物学 拟南芥 拟南芥 信号转导 生物 细胞分裂 不对称细胞分裂 细胞信号 细胞 生物化学 突变体 基因
作者
Eun-Ji Kim,Cheng Zhang,Boyu Guo,Thomas Eekhout,Anaxi Houbaert,Jos R. Wendrich,Niels Vandamme,Manish Tiwari,Claire Simon--Vezo,Isabelle Vanhoutte,Yvan Saeys,Kun Wang,Yuxian Zhu,Bert De Rybel,Eugenia Russinova
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (36) 被引量:4
标识
DOI:10.1073/pnas.2303758120
摘要

In Arabidopsis thaliana, brassinosteroid (BR) signaling and stomatal development are connected through the SHAGGY/GSK3-like kinase BR INSENSITIVE2 (BIN2). BIN2 is a key negative regulator of BR signaling but it plays a dual role in stomatal development. BIN2 promotes or restricts stomatal asymmetric cell division (ACD) depending on its subcellular localization, which is regulated by the stomatal lineage-specific scaffold protein POLAR. BRs inactivate BIN2, but how they govern stomatal development remains unclear. Mapping the single-cell transcriptome of stomatal lineages after triggering BR signaling with either exogenous BRs or the specific BIN2 inhibitor, bikinin, revealed that the two modes of BR signaling activation generate spatiotemporally distinct transcriptional responses. We established that BIN2 is always sensitive to the inhibitor but, when in a complex with POLAR and its closest homolog POLAR-LIKE1, it becomes protected from BR-mediated inactivation. Subsequently, BR signaling in ACD precursors is attenuated, while it remains active in epidermal cells devoid of scaffolds and undergoing differentiation. Our study demonstrates how scaffold proteins contribute to cellular signal specificity of hormonal responses in plants.
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