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An AP2/ERF transcription factor confers chilling tolerance in rice

转录因子 细胞生物学 基因 生物 磷酸化 激酶 耐寒性 水稻 遗传学 植物
作者
Liang Xu,Lijia Yang,Aipeng Li,Jiazhuo Guo,Huanyu Wang,Haoyue Qi,Ming Li,Pingfang Yang,Shiyong Song
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:10 (35)
标识
DOI:10.1126/sciadv.ado4788
摘要

Cold stress, a prominent adverse environmental factor, severely hinders rice growth and productivity. Unraveling the complex mechanisms governing chilling tolerance in rice is crucial for molecular breeding of cold-tolerant varieties. Here, we identify an APETALA2/Ethylene Responsive Factor (AP2/ERF) transcription factor, OsERF52, as a positive modulator in response to low temperatures. OsERF52 directly regulates the expression of C-Repeat Binding Factor ( CBF ) genes in rice. In addition, Osmotic Stress/ABA-Activated Protein Kinase 9–mediated phosphorylation of OsERF52 at S261 enhances its stability and interaction with Ideal Plant Architecture 1 and OsbHLH002/OsICE1. This collaborative activation leads to the expression of OsCBFs , thereby initiating the chilling response in rice. Notably, plants with base-edited OsERF52 S261D -3HA exhibit enhanced chilling resistance without yield penalty. Our findings unveil the mechanism orchestrated by a regulatory framework involving a protein kinase and transcription factors from diverse families, offering potential genetic resources for developing chilling-tolerant rice varieties.
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