Published June 16, 2020 | Version v1
Publication Open

A gibberellin methyltransferase modulates the timing of floral transition at the Arabidopsis shoot meristem

  • 1. Umeå Plant Science Centre
  • 2. Umeå University
  • 3. Max Planck Institute for Developmental Biology
  • 4. Beijing Forestry University
  • 5. University of Tübingen

Description

The transition from vegetative to reproductive growth is a key event in the plant life cycle. Plants therefore use a variety of environmental and endogenous signals to determine the optimal time for flowering to ensure reproductive success. These signals are integrated at the shoot apical meristem (SAM), which subsequently undergoes a shift in identity and begins producing flowers rather than leaves, while still maintaining pluripotency and meristematic function. Gibberellic acid (GA), an important hormone associated with cell growth and differentiation, has been shown to promote flowering in many plant species including Arabidopsis thaliana , but the details of how spatial and temporal regulation of GAs in the SAM contribute to floral transition are poorly understood. In this study, we show that the gene GIBBERELLIC ACID METHYLTRANSFERASE 2 ( GAMT2 ), which encodes a GA‐inactivating enzyme, is significantly upregulated at the SAM during floral transition and contributes to the regulation of flowering time. Loss of GAMT2 function leads to early flowering, whereas transgenic misexpression of GAMT2 in specific regions around the SAM delays flowering. We also found that GAMT2 expression is independent of the key floral regulator LEAFY but is strongly increased by the application of exogenous GA. Our results indicate that GAMT2 is a repressor of flowering that may act as a buffer of GA levels at the SAM to help prevent premature flowering.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد الانتقال من النمو الخضري إلى النمو الإنجابي حدثًا رئيسيًا في دورة حياة النبات. لذلك تستخدم النباتات مجموعة متنوعة من الإشارات البيئية والداخلية لتحديد الوقت الأمثل للإزهار لضمان النجاح الإنجابي. يتم دمج هذه الإشارات في القمم القمية (SAM)، والتي تخضع لاحقًا لتحول في الهوية وتبدأ في إنتاج الزهور بدلاً من الأوراق، مع الحفاظ على تعدد القدرات والوظيفة البدائية. ثبت أن حمض الجبريليك (GA)، وهو هرمون مهم مرتبط بنمو الخلايا وتمايزها، يعزز الإزهار في العديد من الأنواع النباتية بما في ذلك الأرابيدوبسيس ثاليانا ، ولكن تفاصيل كيفية مساهمة التنظيم المكاني والزماني لـ GAs في SAM في انتقال الأزهار غير مفهومة جيدًا. في هذه الدراسة، نظهر أن جين GIBBERELLIC ACID METHYLTRANSFERASE 2 (GAMT2)، الذي يشفر إنزيم تعطيل GA، يتم تنظيمه بشكل كبير في SAM أثناء انتقال الأزهار ويساهم في تنظيم وقت الإزهار. يؤدي فقدان وظيفة GAMT2 إلى الإزهار المبكر، في حين أن الاختلال الوراثي لـ GAMT2 في مناطق محددة حول SAM يؤخر الإزهار. وجدنا أيضًا أن تعبير GAMT2 مستقل عن منظم الأزهار الرئيسي المورق ولكنه يزداد بشدة من خلال تطبيق التخدير العام الخارجي. تشير نتائجنا إلى أن GAMT2 هو مثبط للإزهار قد يعمل كحاجز لمستويات التخدير العام في SAM للمساعدة في منع الإزهار المبكر.

Translated Description (French)

La transition de la croissance végétative à la croissance reproductive est un événement clé dans le cycle de vie des plantes. Les plantes utilisent donc une variété de signaux environnementaux et endogènes pour déterminer le moment optimal pour la floraison afin d'assurer le succès de la reproduction. Ces signaux sont intégrés au méristème apical de la pousse (SAM), qui subit ensuite un changement d'identité et commence à produire des fleurs plutôt que des feuilles, tout en maintenant la pluripotence et la fonction méristématique. Il a été démontré que l'acide gibbérellique (AG), une hormone importante associée à la croissance et à la différenciation cellulaires, favorise la floraison chez de nombreuses espèces végétales, y compris Arabidopsis thaliana , mais les détails de la façon dont la régulation spatiale et temporelle des AG dans le SAM contribue à la transition florale sont mal compris. Dans cette étude, nous montrons que le gène de L'ACIDE GIBBÉRELLIQUE MÉTHYLTRANSFÉRASE 2 ( GAMT2 ), qui code pour une enzyme inactivatrice de GA, est significativement régulé à la SAM pendant la transition florale et contribue à la régulation du temps de floraison. La perte de la fonction GAMT2 entraîne une floraison précoce, tandis que la mauvaise expression transgénique de GAMT2 dans des régions spécifiques autour de la SAM retarde la floraison. Nous avons également constaté que l'expression de GAMT2 est indépendante du régulateur floral clé FEUILLU mais est fortement augmentée par l'application d'AG exogène. Nos résultats indiquent que GAMT2 est un répresseur de la floraison qui peut agir comme un tampon des niveaux d'AG au niveau de la SAM pour aider à prévenir la floraison prématurée.

Translated Description (Spanish)

La transición del crecimiento vegetativo al reproductivo es un evento clave en el ciclo de vida de las plantas. Por lo tanto, las plantas utilizan una variedad de señales ambientales y endógenas para determinar el momento óptimo para la floración y garantizar el éxito reproductivo. Estas señales se integran en el meristemo apical del brote (SAM), que posteriormente sufre un cambio de identidad y comienza a producir flores en lugar de hojas, manteniendo al mismo tiempo la pluripotencia y la función meristemática. Se ha demostrado que el ácido giberélico (GA), una hormona importante asociada con el crecimiento y la diferenciación celular, promueve la floración en muchas especies de plantas, incluida Arabidopsis thaliana , pero los detalles de cómo la regulación espacial y temporal de los GA en la SAM contribuye a la transición floral son poco conocidos. En este estudio, mostramos que el gen ÁCIDO GIBERÉLICO METILTRANSFERASA 2 (GAMT2), que codifica una enzima inactivadora de GA, está significativamente regulado al alza en la SAM durante la transición floral y contribuye a la regulación del tiempo de floración. La pérdida de la función de GAMT2 conduce a una floración temprana, mientras que la expresión errónea transgénica de GAMT2 en regiones específicas alrededor de la SAM retrasa la floración. También encontramos que la expresión de GAMT2 es independiente del regulador floral clave FRONDOSO, pero está fuertemente aumentada por la aplicación de GA exógena. Nuestros resultados indican que GAMT2 es un represor de la floración que puede actuar como un amortiguador de los niveles de GA en la SAM para ayudar a prevenir la floración prematura.

Files

ppl.13146.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e07781d1c37e0f0df9ace432aaf872a8
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يعدل ميثيل ترانسفيراز الجيبريلين توقيت انتقال الأزهار في ميرستيم براعم الأرابيدوبسيس
Translated title (French)
Une gibbérelline méthyltransférase module le moment de la transition florale au méristème de la pousse d'Arabidopsis
Translated title (Spanish)
Una giberelina metiltransferasa modula el momento de la transición floral en el meristemo del brote de Arabidopsis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3030416055
DOI
10.1111/ppl.13146

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1484528431
  • https://openalex.org/W1594494166
  • https://openalex.org/W1806483557
  • https://openalex.org/W1963760884
  • https://openalex.org/W1964688179
  • https://openalex.org/W1967428530
  • https://openalex.org/W1968892377
  • https://openalex.org/W1982705899
  • https://openalex.org/W2013969328
  • https://openalex.org/W2019882121
  • https://openalex.org/W2021599793
  • https://openalex.org/W2030989926
  • https://openalex.org/W2039447329
  • https://openalex.org/W2053427298
  • https://openalex.org/W2061856840
  • https://openalex.org/W2062893362
  • https://openalex.org/W2081593807
  • https://openalex.org/W2089077982
  • https://openalex.org/W2090995398
  • https://openalex.org/W2093438983
  • https://openalex.org/W2103921971
  • https://openalex.org/W2104563807
  • https://openalex.org/W2109518338
  • https://openalex.org/W2109820805
  • https://openalex.org/W2115573707
  • https://openalex.org/W2116122104
  • https://openalex.org/W2118433890
  • https://openalex.org/W2126212707
  • https://openalex.org/W2127577514
  • https://openalex.org/W2128585722
  • https://openalex.org/W2132819936
  • https://openalex.org/W2133761506
  • https://openalex.org/W2136629833
  • https://openalex.org/W2140142936
  • https://openalex.org/W2141551268
  • https://openalex.org/W2154104070
  • https://openalex.org/W2154265928
  • https://openalex.org/W2156102223
  • https://openalex.org/W2158046293
  • https://openalex.org/W2165473752
  • https://openalex.org/W2166650800
  • https://openalex.org/W2171269527
  • https://openalex.org/W2550375620
  • https://openalex.org/W2615361869
  • https://openalex.org/W2754735403
  • https://openalex.org/W2796161000
  • https://openalex.org/W2913709887
  • https://openalex.org/W2914968557
  • https://openalex.org/W2990891741
  • https://openalex.org/W4239415672
  • https://openalex.org/W4248327830