COP1 überträgt Informationen über warme Temperaturen auf die Thermomorphogenese des Hypokotyls

Pflanzen passen ihre Architektur an, um Wachstum und Fortpflanzungserfolg unter sich ändernden Klimabedingungen zu optimieren. Die Elongation des Hypokotyls ist ein entscheidendes morphogenetisches Merkmal, das stark von Licht- und Temperaturbedingungen beeinflusst wird. Während die Photomorphogenese des Hypokotyls auf molekularer Ebene gut charakterisiert ist, bleibt der molekulare Mechanismus, der der Thermomorphogenese des Hypokotyls zugrunde liegt, unerforscht. Hier zeigen wir, dass die E3-Ubiquitin-Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1) warme Temperatursignale an die Thermomorphogenese des Hypokotyls überträgt. Um die Rollen von COP1 und seinem Ziel ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5) während der Thermomorphogenese des Hypokotyls zu untersuchen, verwendeten wir Arabidopsis-Mutanten, die in ihren Genen defekt sind. Es wurden auch transgene Pflanzen erzeugt, die die Gene überexprimieren. Wir untersuchten das Wachstum des Hypokotyls und die temperaturabhängige Umdrehungsrate des HY5-Proteins bei warmen Temperaturen sowohl unter Licht- als auch unter Dunkelheitsbedingungen. Erhöhte Temperaturen lösen den nukleären Import von COP1 aus, wodurch die Unterdrückung des Hypokotylwachstums durch HY5 verringert wird. Während die thermische Induktion des Hypokotylwachstums zirkadian gesteuert ist, ist der Abbau von HY5 durch COP1 von Lichtreaktionen und Zeitinformationen entkoppelt. Wir schlagen vor, dass die thermische Aktivierung von COP1 eine Koinzidenz zwischen warmen Temperatursignalen und zirkadianen Rhythmen ermöglicht, was es Pflanzen erlaubt, die Thermomorphogenese des Hypokotyls zu dem profitabelsten Zeitpunkt bei warmen Temperaturen zu steuern.