中国科学家揭示了紫外光UV-B调控植物下胚轴伸长的新机制

2018-01-30 | 作者: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所 | 标签: 植物下胚轴伸长机制

2018年1月29日,《Nature Plants》杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所刘宏涛课题组题为“UVR8 interacts with WRKY36 to regulate HY5 transcription and hypocotyl elongation in Arabidopsis”的研究论文,本文揭示了紫外光UV-B调控植物光形态建成的新机制。

紫外光UVB可以作为信号调控植物发育,如抑制植物伸长,促进子叶张开、类黄酮和花青素积累等。UVR8 (UV RESISTANCE LOUCS 8)是植物中紫外光UVB受体,是所有光受体中最后被发现的,直到2011年才被报道,具体信号传递机制并不清楚。UVR8经UV-B照射激活后,由二聚体变为单体并在细胞核中富集。UVR8一定要在细胞核中才能发挥功能,其是否在细胞核中直接调控基因转录亟待进一步研究。

刘宏涛研究组的研究发现,UVR8可以与一个功能未知的新的转录因子WRKY36(WRKY DNA-BINDING PROTEIN 36)以不依赖UV-B的形式直接结合。紫外光UV-B照射促进细胞核内UVR8-WRKY36复合体形成。WRKY36对植物响应UV-B至关重要,WRKY36的缺失突变体在白光条件下下胚轴变短,但在UV-B条件下下胚轴伸长基本与野生型一致,表明WRKY36是下胚轴伸长的正调控因子,负调控UV-B抑制的下胚轴伸长。进一步的研究表明WRKY36通过直接抑制光形态建成关键基因HY5表达而促进生长,UV-B激活的UVR8形成单体,并进入细胞核直接结合WRKY36而抑制其结合HY5启动子,进而促进HY5表达而抑制伸长。这些结果表明WRKY36是HY5和光形态建成的负调控因子,而UV-B通过UVR8直接抑制WRKY36,进而促进HY5表达及光形态建成。UVR8与WRKY36的结合是UV-B信号转导的早期机制,UVR8-WRKY36-HY5 是一条全新的UV-B信号通路。以上研究表明UVR8与转录因子的直接结合是其信号转导的早期机制,UVR8在细胞核中才能发挥功能因为其要在细胞核中直接结合转录因子WRKY36而直接调控转录。

该研究得到了科技部,国家自然科学基金委员会和中国科学院等项目的资助。



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来源:中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所

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