光线调控植物激素介导的植物生长机制

生物通，2012-07-26

近日来自北京大学、耶鲁大学和加州大学伯克利分校等处的研究人员在对光线调控植物激素介导的植物生长机制研究中获得新进展，相关论文“A Molecular Framework of Light-Controlled Phytohormone Action in Arabidopsis”发布在Cell旗下子刊《当代生物学》（Current Biology）杂志上。

来自北京大学生命科学学院的邓兴旺教授和郭卫红教授为这篇文章的共同通讯作者。前者主要是以水稻、拟南芥、玉米等为研究对象，主要从事植物光信号转导，杂交优势的分子机制，非编码RNA，全基因组选择技术等领域的研究工作。后者的主要课题是研究植物激素乙稀信号转导的分子机制，以及在植物发育、衰老和胁迫反应中乙稀与其他激素和信号途径的相互作用。

环境的变化对于植物的生长和发育具有强有力的影响。如乙稀（ethylene）等植物激素小分子对植物整个生命周期中的广泛过程起调控作用。植物整合外部信号与内部调控信号的能力对于其生存至关重要。过去的研究证实乙稀可在黑暗中抑制下胚轴延伸，在光线下则促进下胚轴延伸。然而目前对于乙稀如何以如此相反地方式参与调控下胚轴延伸的机制还不是很清楚。尤其是光调控甚至是逆转乙稀功能的机制还有待确定。

在这篇文章中，研究人员证实螺旋-环-螺旋转录因子转录因子——光敏色素相互作用因子(PIF3)可直接被ETHYLENE-INSENSITIVE 3 (EIN3)激活，是光线下乙稀诱导的下胚轴延伸必不可少的条件。乙稀可通过EIN3同时激活两条相反的信号通路：PIF3依赖的促生长信号和乙烯响应因子1(ERF1)介导的生长抑制信号。在光线下，由于光线依赖的去稳定作用使得促生长的PIFs达到极限，因此在这种情况下乙稀刺激了生长。与之相反，ERF1在黑暗中失去稳定，由此也达到极限，从而解释了黑暗中乙稀抑制植物生长的原因。

新研究发现提供了关于光线调控内部激素介导植物生长机械机制的新认识。 （生物通：何嫱）

论文链接：A Molecular Framework of Light-Controlled Phytohormone Action in Arabidopsis

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