研究发现光与脱落酸协同调控幼苗绿变机制

2020-05-20本站

　　研究发现光与脱落酸协同调控幼苗绿变机制。黄化幼苗在到达土壤表面和阳光下后，通过整合大量的环境信号和内部信号，控制其变绿的起始和速率，从而提高其生存和适应能力。来自山东农业大学李刚与北京大学邓兴旺联合团队的最新研究，揭示了光和植物激素脱落酸（ABA）协同调控黄化幼苗绿变的机制。相关成果近日发表在《植物生理学》杂志。

　　光是调节植物生长发育的重要环境信号之一。在大多数物种中，当种子在黑暗条件下发芽时（例如在土壤中），它表现出黄化的发育，包括伸长的下胚轴、折叠的顶端钩和没有叶绿素生物合成的紧密闭合的子叶。一旦黄化的幼苗到达土壤表面并感受到阳光，光诱导的光形态发生就开始了，包括抑制下胚轴的伸长、打开紧闭的子叶、激活叶绿素的产生，使幼苗变绿。

　　在自然条件下，当黄化幼苗生长接近或离开土壤表面时，环境的剧烈变化，如水分的减少、温度的升高和光照强度的增加，都会影响光形态发生。这些外部环境变化主要通过内源生长素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸和水杨酸等信号途径来调控黄化幼苗的光形态发生，进而提高植物的驯化和存活率。

　　尽管已知脱落酸在种子萌发和早期成苗中起着重要作用，但光和脱落酸如何协同调控黄化幼苗绿变的调控机制仍不清楚。

　　拟南芥转录因子FHY3最初在光敏色素A介导的远红光信号途径中被发现。FHY3还可作为多种细胞过程的关键调控因子，例如昼夜节律、叶绿体分裂、叶绿素生物合成、脱落酸和胁迫反应、氧化应激等，都与FHY3有关。FHY3对叶绿素的生物合成起到了积极的调节作用。

　　在研究中，联合团队发现拟南芥去黄化1（DET1）因子是植物幼苗光形态发生的一个关键负调控因子，通过抑制脱落酸反应，对光诱导的绿变起到正调控作用。

　　进一步的研究发现，尽管拟南芥去黄化1弱等位基因det1-1植物表现出一种构成性的光形态表型，但其光诱导的幼苗绿变受到明显的抑制，特别是在脱落酸处理的幼苗中。此外，联合团队还发现DET1与FHY3相互作用，并抑制其对脱落酸不敏感蛋白5（ABI5）的转录激活。