BPMs regulate Arabidopsis seedling development by promoting auxin-independent degradation of the Aux/IAA protein IAA10

下胚轴 黄化 拟南芥 生长素 突变体 细胞生物学 生物 分生组织 苗木 生长素极性运输 拟南芥 植物 生物化学 基因 开枪
作者
Zhaonan Ban,Yueh‐Ju Hou,Ellyse Ku,YingLin Zhu,Yun Hu,Natalie Karadanaian,Yunde Zhao,Mark Estelle
标识
DOI:10.1101/2024.11.26.625463
摘要

Abstract After germination, seedlings undergo etiolated development (skotomorphogenesis), enabling them to grow towards the soil surface. In Arabidopsis, etiolated seedlings exhibit rapid hypocotyl elongation, apical hook formation and closed cotyledons to protect the meristem. In this study, we found that high-order mutants in the BPM gene family displayed defects in seedling development, characterized by a shorter hypocotyl, early apical hook opening, and opened cotyledons in the dark. BPM1, BPM2, BPM4, and BPM5 exhibit distinct expression patterns and subcellular localization in etiolated seedlings. In a hypocotyl segment assay the bpm mutants showed defects in auxin response indicating impaired auxin signaling in the hypocotyl. Expression of the auxin reporter DR5:GFP was also altered in the bpm1,4,5 mutant in various tissues compared to the wild type. Furthermore, we showed that BPM1 and IAA10 interact in yeast two-hybrid, BiFC, and Co-IP assays. Experiments in protoplasts indicated that BPM1 promotes ubiquitylation and degradation of IAA10, and the level of IAA10 protein is greater in the bpm1,4,5 mutant. In addition, IAA10 over-expression resulted in phenotypes similar to the bpm mutants. These results indicate that the BPMs target the Aux/IAA proteins for ubiquitylation and degradation. Overall, our findings shed light on the key roles of the BPMs in auxin signaling during seedling development.
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