Der Transkriptionsfaktor CBF4 ist ein Regulator der Dürreadaptation in Arabidopsis

Zusammenfassung Bei Pflanzen aktivieren niedrige Temperaturen und Dehydration eine Reihe von Genen, die C-Wiederholungen/dehydrationsresponsive Elemente in ihrem Promotor enthalten. Es wurde bereits gezeigt, dass die CBF/DREB1-Transkriptionsaktivatoren von Arabidopsis kritische Regulatoren der Genexpression in der Signaltransduktion der Kaltakklimatisierung sind. Hier berichten wir über die Isolierung eines offensichtlichen Homologen der CBF/DREB1-Proteine (CBF4), das in der Dürreadaptation eine entsprechende Rolle spielt. Im Gegensatz zu den drei bereits identifizierten CBF/DREB1-Homologen, die unter Kälte stress induziert werden, wird die CBF4-Genexpression bei Dürrestress hochreguliert, jedoch nicht bei niedrigen Temperaturen. Die Überexpression von CBF4 in transgenen Arabidopsis-Pflanzen führt zur Aktivierung von nachgeschalteten Genen, die C-Wiederholungen/dehydrationsresponsive Elemente enthalten und an der Kaltakklimatisierung und Dürreadaptation beteiligt sind. Infolgedessen sind die transgenen Pflanzen toleranter gegenüber Frost- und Dürrestress. Aufgrund der physiologischen Ähnlichkeit zwischen Frost- und Dürrestress und der sequenziellen und strukturellen Ähnlichkeit der CBF/DREB1- und CBF4-Proteine schlagen wir vor, dass die Reaktion der Pflanze auf Kälte und Dürre aus einem gemeinsamen, CBF-ähnlichen Transkriptionsfaktor hervorgegangen ist, zunächst durch Genverdopplung und dann durch die Evolution des Promotors.