Molecular regulatory network of BRANCHED1 (BRC1) expression in axillary bud of Rpsa sp. in response to sugar and auxin
Réseau de régulation moléculaire de l'expression du gène BRANCHED1 (BRC1) dans le bourgeon axillaire du rosier, en réponse au sucre et à l'auxine
Résumé
Bud outgrowth is a key process for plant development, which is controlled by endogenous and exogenous cues. At the bud level, the transcription factor BRANCHED1 (BRC1) is one of the main hub for the signaling pathways of these factors. Based on previous studies, the transcription level of RhBRC1 (a homologous BRC1 gene in Rosa hybrida) is controlled by sugar and auxin. However, the molecular mechanisms involved in this regulation remain unknown. Here, we have shown that the antagonistic effect of sucrose and auxin can influence the transcription level of several sugar metabolism— related enzymes, including glycolysis / TCA cycle and oxidative pathway of pentose phosphates (OPPP). This regulation of sugar metabolism has been shown to be central in their antagonistic effect on both RhBRC1 expression and bud growthIndeed, glycolysis/TCA cycle and OPPP promote budoutgrowth and have a negative effect on the transcription of RhBRC1. In addition, the promoter sequence of RhBRC1 is the convergence site of the antagonistic effect of auxin and sugar, mediated by glycolysis / TCA cycle and OPPP. Two regions of RhBRC1 promoter have been identified for their involvement in this transcriptional regulation. On the other hand, this antagonistic effect of auxin and sugar also involves a post-transcriptional regulation of RhBRC1 through its 3'UTR sequence. À PUF protein, RhPUF4, has been identified and the results suggest its potential ability to bind to the 3'UTR of RhBRC1 and to regulate its expression. In conclusion, the antagonistic effect of auxin and sugar, two major factors controlling shoot branching, is mediated by glycolysis and OPPP-emanating signals and involves transcriptional and post-transcriptional regulation of RhBRC1.
Le débourrement du bourgeon axillaire est un processus clef au cours du développement de la plante, qui est contrôlé par des facteurs endogènes et exogènes. Au niveau du bourgeon, le facteur de transcription BRANCHED1 (BRC1) est l'un des principaux intégrateurs des voies de signalisations de ces facteurs. Sur la base des études précédentes, le niveau de transcription de RhBRC1 (un gène homologue de BRC1 chez Rosa hybrida) est contrôlé par le sucre et l’auxine.Cependant, les mécanismes moléculaires impliqués dans cette régulation restent à ce jour inconnus.Dans cette étude, nous avons montré que l'effet antagoniste entre le saccharose et l'auxine peut influencer le niveau de transcription de plusieurs enzymes du métabolisme de sucre, notamment la glycolyse / le cycle de Krebs et la voie oxydative des pentoses phosphates (OPPP). Cette régulation du métabolisme du sucre s'est avérée centrale dans leur effet antagoniste sur l'expression de RhBRC1 et le débourrement des bourgeons végétatifs.Par ailleurs, la région promotrice de RhBRC1 serait le site de convergence de l'effet antagoniste de l’auxine et de sucre, médié par la glycolyse/cycle de Krebs et l'OPPP. Deux zones du promoteur RhBRC1 ont étéidentifiées pour leur implication dans cette régulation transcriptionnelle. D'autre part, cet effet antagoniste de l'auxine et du sucre implique aussi une régulation post-transcriptionnelle de RhBRC1 à travers sa séquence 3'UTR. Une protéine de type PUF, RhPUF4, a été identifiée et les résultats obtenus suggèrent sa capacité à se lier au 3'UTR de RhBRC1 et régule son expression. En conclusion, l'effet antagoniste de l'auxine et de sucre, deux facteurs majeurs contrôlant la ramification chez les plantes, est en partie médié par des signaux émanant de la glycolyse et de l'OPPP et implique une régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du gène intégrateur RhBRC1.
Origine : Version validée par le jury (STAR)