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Plant Cell | 凛冬将至: 轮到 “ CRY ”(哭) 的时间了

发布时间:2022-01-07 08:45 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

      中国农业大学杨淑华课题组在 The Plant Cell 在线发表了题为 The CRY2-COP1-HY5-BBX7/8 module regulates blue light-dependent cold acclimation in Arabidopsis的研究论文。该研究发现拟南芥蓝光受体隐花色素 CRY (cryptochrome) 参与调控植物抗冻性,并揭示了CRY2 调控植物冷锻炼的分子机制。

      背景: 将植物置于非致死的低温环境下生长一定时间,可以显著提高植物的抗冻能力,此为植物的冷锻炼过程。在这一过程中需要光照,然而人们对其内在的分子机制知之甚少。拟南芥的红光受体光敏色素B (phyB) 被认为是可以感应10-30C温度变化的温度感受器,并且phyB部分通过研究得较为深入的CBF信号通路调控植物的抗冻性。而且,光周期与光质均可通过光敏色素调节植物对冷胁迫的响应。前期研究发现地钱 (Marchantia polymorpha) 的蓝光受体向光素可以通过调节其蛋白的磷酸化活性形式的半衰期,从而调控对低温 (4C) 信号的响应。

 

      研究问题: 不同颜色 (波长) 的光对植物抗冻性有怎样的影响?除了红光受体外,其他的光受体 (如: 蓝光受体) 是否参与调控植物的抗冻性?具体调控机制是什么?

 

      研究结果: 该研究发现,蓝光诱导的磷酸化形式的CRY2在冷胁迫下更加稳定,并且低温稳定的CRY2与转录因子HY5竞争结合E3泛素连接酶COP1,从而抑制HY5和COP1之间的相互作用,最终导致HY5蛋白在低温下积累。进一步研究表明,两个编码BBX转录因子的基因BBX7BBX8作为HY5的直接靶基因,主要通过不依赖于CBF的低温信号通路调控一部分冷响应COR基因的表达,从而正向调节植物的抗冻性。该研究揭示了CRY2介导的蓝光信号增强植物抗冻性的分子机制,为全面阐明光温互作调控植物环境适应机制提供了重要的线索。

 

      展望: 随着全球气候条件变得越来越恶劣,科学家们希望培育出能更好地适应极端天气的作物,该研究揭示了植物适应光和温度变化的分子机制。人们已经发现光敏色素和向光素通过调整它们的活性和非活性形式之间的转变速率来感知温度变化。隐花色素是否作为冷传感器直接感知冷信号还有待进一步探索,磷酸化的CRY2在低温下的稳定性调控机制也有待进一步研究。

本文来源于维系公众号:Plant Reports

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