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上海生科院揭示紫外光UV-B调控植物下胚轴伸长新机制

来源: /  作者:   时间: 2018/2/5 16:11:31

  1月29日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所刘宏涛课题组的研究成果,以UVR8 interacts with WRKY36 to regulate HY5 transcription and hypocotyl elongation in Arabidopsis为题,在线发表在Nature Plants上,该研究揭示了紫外光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。


  研究工作得到了科技部,国家自然科学基金委员会和中科院等的资助。


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