生科院朱自強副教授在《自然》子刊《自然-植物》發(fā)表文章
光既為植物光合作用提供能量，又是調(diào)控植物生長發(fā)育的重要外源信號分子。最常見的光反應(yīng)是光對植物下胚軸伸長的抑制，暗中生長的植物下胚軸伸長，而光下生長的植物下胚軸明顯縮短。紅光/遠紅光和藍光分別通過紅光/遠紅光受體光敏色素(Phytochrome)和隱花色素(Cryptochrome)接收光并將光信號傳遞到光受體下游的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控基因表達，引起光反應(yīng)。過去的研究發(fā)現(xiàn)黑暗中bHLH類轉(zhuǎn)錄因子PIF蛋白活性高，調(diào)控與細胞伸長相關(guān)的基因表達從而引起下胚軸伸長。在紅光/遠紅光照射條件下，光敏色素與PIF轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后促進PIF蛋白降解，從而解除PIF對細胞伸長的促進作用。但藍光是否通過PIF轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控下胚軸伸長還不清楚。
美國索克研究所Joanne Chory院士實驗室在研究低藍光照度下的植物避蔭反應(yīng)時發(fā)現(xiàn)藍光受體隱花色素(CRY1/2)可以直接結(jié)合PIF轉(zhuǎn)錄因子并調(diào)控PIF的蛋白活性，該研究成果于2016年初發(fā)表在《細胞》雜志。與此同時，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所劉宏濤研究員課題組報道藍光可以抑制高溫對植物下胚軸伸長的促進作用，其機制也是通過隱花色素受體與PIF轉(zhuǎn)錄因子互作而實現(xiàn)，研究成果發(fā)表在2016年《美國科學(xué)院院報》。
這兩項獨立研究成果分別發(fā)現(xiàn)隱花色素可以與PIF轉(zhuǎn)錄因子互作，打破了傳統(tǒng)意義上認(rèn)為PIF只在紅光/遠紅光下起作用的固有思維。此外隱花色素與PIF互作在低藍光照度下主要調(diào)控與植物細胞壁合成相關(guān)基因表達，而在高溫下調(diào)控生長素合成相關(guān)基因表達，暗示隱花色素與PIF互作在不同環(huán)境條件下可能最后的信號輸出方式有所不同。
我校生科院朱自強副教授與美國加州大學(xué)洛杉磯分校林辰濤教授合作于2016年3月2日在《自然-植物》雜志發(fā)表“新聞-觀點”文章，提出了一種可能的工作模型解釋隱花色素與PIF在不同藍光強度與溫度下的作用方式。我們推測在高強度藍光照射或正常溫度條件下，隱花色素與PIF之間的蛋白相互作用強，隱花色素抑制PIF的轉(zhuǎn)錄因子活性從而抑制下游基因表達，使植物表現(xiàn)為縮短的下胚軸；而在低藍光照度或高溫條件下，隱花色素與PIF之間的蛋白相互作用變?nèi)酰瑥亩岣吡薖IF活性激活下游基因表達，促進下胚軸伸長。這一模型是否正確還有待進一步的實驗驗證。
《自然-植物》是自然出版集團2015年新創(chuàng)刊的學(xué)術(shù)刊物，屬于《自然》學(xué)術(shù)期刊系列的姐妹刊物，主要發(fā)表植物學(xué)各領(lǐng)域的優(yōu)秀研究成果。朱自強副教授為該文章的通訊作者，我校為第一署名單位。
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