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  • 《Developmental Cell》雜志在線發表了我所劉宏濤課題組題為“UVR8 interacts with BES1 and BIM1 to regulate transcription and photomorphogenesis in Arabidopsis”的研究論文,本文揭示了紫外光UV-B與內源油菜素甾醇信號協同調控生長的新機制。

    紫外光UVB可以作為信號調控植物發育,如調控光形態建成(抑制植物伸長、促進子葉張開以利于光合作用,促進類黃酮和花青素積累以防曬抗逆等)。光形態建成是植物幼苗出土后由黑暗環境轉入光照條件下的必經發育過程。正常的 UV-B 光形態建成不僅促進植物生物量的增加,也能夠增強植物抵御 UV-B 損傷與病蟲害侵襲的能力。UVR8 (UV RESISTANCE LOUCS 8)是植物中紫外光UVB受體,直到2011年才被報道,具體信號傳遞機制并不清楚,因此其信號傳遞機制研究不僅具有重要理論意義,還將為作物育種提供理論依據。

    劉宏濤研究組的研究發現,UVR8能夠直接結合油菜素甾醇(BR)信號轉導中的關鍵轉錄因子BIM1、BES1,它們以不依賴于紫外光UV-B的形式結合,但UV-B照射后,細胞核中UVR8-BES1蛋白復合體量增加,表明UV-B照射激活UVR8促使其形成單體并在細胞核中富集,進而和細胞核定位的BES1結合。uvr8突變體表現出對BR更敏感,表明UV-B通過抑制植物內源激素油菜素甾醇促進的生長而實現對伸長的抑制。全基因組表達分析結果顯示BES1和UVB共同調控大量基因表達,包括細胞伸長相關基因。UVR8蛋白直接結合被BR激活的、具有DNA結合能力的非磷酸化BES1,并抑制其DNA結合活性。UV-B激活的、定位于細胞核的UVR8能夠通過抑制BES1/BIM1結合DNA的能力而直接抑制下游生長相關基因表達,從而抑制伸長及光形態建成。這些結果說明UV-B促進的、BR依賴的UVR8-BES1/BIM1結合是光受體UVR8信號轉導的早期機制,也是外源光信號和內源油菜素甾醇信號協同調控植物發育的整合點。


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