SCOPUS
SCIE
Discovery of nitrate–CPK–NLP signalling in central nutrient–growth networks
저자
Liu, Kun-hsiang ; Niu, Yajie ; Konishi, Mineko ; Wu, Yue ; Du, Hao ; Sun Chung, Hoo ; Li, Lei ; Boudsocq, Marie ; McCormack, Matthew ; Maekawa, Shugo ; Ishida, Tetsuya ; Zhang, Chao ; Shokat, Kevan ; Yanagisawa, Shuichi ; Sheen, Jen
발행기관
Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved.
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
311-316(6쪽)
제공처
Nutrient signalling integrates and coordinates gene expression, metabolism and growth. However, its primary molecular mechanisms remain incompletely understood in plants and animals. Here we report unique Ca<SUP>2+</SUP> signalling triggered by nitrate with live imaging of an ultrasensitive biosensor in Arabidopsis leaves and roots. A nitrate-sensitized and targeted functional genomic screen identifies subgroup III Ca<SUP>2+</SUP>-sensor protein kinases (CPKs) as master regulators that orchestrate primary nitrate responses. A chemical switch with the engineered mutant CPK10(M141G) circumvents embryo lethality and enables conditional analyses of cpk10 cpk30 cpk32 triple mutants to define comprehensive nitrate-associated regulatory and developmental programs. Nitrate-coupled CPK signalling phosphorylates conserved NIN-LIKE PROTEIN (NLP) transcription factors to specify the reprogramming of gene sets for downstream transcription factors, transporters, nitrogen assimilation, carbon/nitrogen metabolism, redox, signalling, hormones and proliferation. Conditional cpk10 cpk30 cpk32 and nlp7 mutants similarly impair nitrate-stimulated system-wide shoot growth and root establishment. The nutrient-coupled Ca<SUP>2+</SUP> signalling network integrates transcriptome and cellular metabolism with shoot–root coordination and developmental plasticity in shaping organ biomass and architecture.
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