Functional analysis of cell wall integrity signalling processes in Arabidopsis thaliana
Description
Full text not available
Abstract
Plantecellers cellevegg fungerer som strukturell støtte og beskytter cellene mot miljøstress.Celleveggens integritet (CWI) opprettholdes av en dedikert mekanisme for celleveggintegritetsvedlikehold (CWIM) og bedre forståelse av denne prosessen kan bidra til forbedring avavlinger til mat og bioenergi produksjon. Her ble 30 T-DNA insersjonslinjer, for 24kandidatgener muligens involvert i CWI basert på tidligere transkriptomikkdata, genotypet forå finne homozygote linjer. 20 homozygote linjer be identifisert og representerer 17 av CWIkandidatgenene. Et nytt Acinetobacter sp. ADPWH_lux salisylsyre (SA) biosensor assay blebrukt til å undersøke om insersjonene påvirker isoxaben-indusert SA produksjon. Insersjon ifem kandidatgener (TAX2, ZAT11, ZAT18, PRX56 and DUF567 (AT5G41590)) så ut til åresultere i lavere isoxaben-indusert SA nivå enn villtype kontroll. SA fenotypene som bleobservert med bioassayet ble validert med LC-MS/MS for tre T-DNA insertjonslinjer, tax2,zat11 and zat18. Dessuten ble de tidligere transkriptomikkdataene for tre av genene (TAX2,ZAT11 and ZAT18) bekreftet med kvantitativ RT-PCR. Ytterligere qRT-PCR-basert analyse avgenuttrykk indikerte at zat11 trolig er en overuttrykkslinje mens zat18 ble bekreftet som enknock-out linje. Analyse av en ZAT18::GUS reporter antyder at ZAT18 er høyt uttrykt ivoksende vev som respons på isoxaben-indusert cellulosesyntese inhibering. TAX2 koder for etantatt signaleringspeptid mens ZAT11 og 18 koder for antatte transkripsjonsregulatorer. Deobserverte fenotypene antyder at alle tre genene er involvert i CWIM som respons påcelleveggskader (CWD). Resultatene indikerer at SA bioassayet er et nyttig verktøy forindentifisering av nye komponenter av CWIM på en effektiv og pålitelig måte. De trekandidatgenene som ble mer detaljert karakterisert virker som de spesifikt kreves for reguleringav CWD-indusert SA produksjon. Disse resultatene kan skape muligheter for å dissekeremekanismene som er ansvarlige for induksjon og modulering av SA som respons på CWD. The plant cell wall provides structural support and protects the cells against environmentalstress. The cell wall integrity (CWI) is maintained through a dedicated CWI maintenance(CWIM) mechanism and better understanding of this process could aid in the improvement offood and bioenergy crop performance. Here, 30 T-DNA insertion lines for 24 candidate genesimplicated in CWI based on previous transcriptomics analysis, were genotyped to findhomozygous lines. 20 homozygous lines were identified, representing 17 of the CWI candidategenes. A novel Acinetobacter sp. ADPWH_lux salicylic acid (SA) biosensor assay was used toinvestigate if the insertions affect isoxaben-induced SA production. Insertions in five candidategenes (TAX2, ZAT11, ZAT18, PRX56 and DUF567 (AT5G41590)) seemed to result in lowerisoxaben-induced SA levels than in wild-type control seedlings. The SA phenotypes observedwith the bioassay were validated with LC-MS/MS for three T-DNA insertion lines, tax2, zat11and zat18. Furthermore, the preliminary transcriptomics data for three of the genes (TAX2,ZAT11 and ZAT18) was confirmed by quantitative RT-PCR. Additional qRT-PCR-basedexpression analysis indicated that zat11 is likely an overexpression line, while confirming thatzat18 is a knockout line. Analysis of a ZAT18::GUS reporter construct suggests that ZAT18 ishighly expressed in growing tissue in response to isoxaben-induced cellulose synthesisinhibition. TAX2 encodes a putative signalling peptide while ZAT11 and 18 encode putativetranscriptional regulators. The phenotypes observed implicate all three genes in CWIM inresponse to cell wall damage (CWD). The results indicate that the SA bioassay is a useful toolfor identification of novel components of CWIM in an efficient and reliable manner. The threecandidate genes characterized in more detail seem to be specifically required for regulation ofCWD-induced SA production. These results may generate opportunities to dissect mechanismsresponsible for SA induction and modulation in response to CWD.