呂應(yīng)堂課題組揭示植物光形態(tài)建成新機(jī)理
近日，國際植物學(xué)科權(quán)威期刊The Plant Cell在線發(fā)表了武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、雜交水稻國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室呂應(yīng)堂教授課題組題為“The COP1 target SHI-RELATED SEQUENCE 5 facilitates photomorphogenesis by directly activating photomorphogenesis-promoting genes in Arabidopsis.”的研究論文。該研究鑒定了植物光形態(tài)建成的重要調(diào)控基因SRS5，揭示了植物光形態(tài)建成新機(jī)理。
高等植物幼苗在黑暗與光照下生長展現(xiàn)出兩種截然不同的形態(tài)建成。探討光如何調(diào)控植物的有序發(fā)育，以及植物如何將這一信號轉(zhuǎn)化為合適的生長反應(yīng)具有重要意義。已有研究顯示 ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5)，B-BOX protein 21 (BBX21)、BBX22等基因是擬南芥光形態(tài)建成的促進(jìn)因子；然而，在黑暗條件下，這些基因的單獨(dú)過表達(dá)不能誘導(dǎo)光形態(tài)建成。
該研究通過篩選利用動(dòng)物雌激素誘導(dǎo)激活標(biāo)簽系統(tǒng)插入構(gòu)建的突變體庫，獲得新的擬南芥突變體SRS5ox。在黑暗條件下，SRS5過量表達(dá)的幼苗發(fā)生光形態(tài)建成，表現(xiàn)為下胚軸變短、子葉張開、失去頂鉤結(jié)構(gòu)。在光照條件下，與野生型相比，srs5-2突變體具有更長的下胚軸，表明SRS5是光形態(tài)建成的正調(diào)控因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光可以誘導(dǎo)SRS5的表達(dá)。SRS5能直接結(jié)合至光形態(tài)建成促進(jìn)基因HY5，BBX21和BBX22等的啟動(dòng)子并激活其表達(dá)，促進(jìn)植物光形態(tài)建成。這些結(jié)果表明SRS5是位于植物光形態(tài)建成調(diào)控途徑上游主要控制基因。而在黑暗條件下，SRS5則被光形態(tài)建成負(fù)調(diào)控因子CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1)可直接泛素化而降解。
我院青年教師袁婷婷為論文第一作者，呂應(yīng)堂教授為論文通訊作者。相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金委的資助。
圖注：SRS5調(diào)控植物光形態(tài)建成機(jī)理
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