生物所专家揭秘植物初期发育生长奥秘

近日，中国农业科学院生物技术研究所黄荣峰科研团队揭示了植物激素乙烯与环境信号光相互作用调控植物下胚轴生长的分子机制。相关研究成果于12月12日发表在《美国科学公共图书馆遗传学版（PLoSGenetics）》杂志上。

据黄荣峰介绍，外界环境和植物激素相互作用，能够调控植物生长、发育和衰老。万物生长靠太阳。光作为植物生长能源的同时还参与植物整个生命周期的调控，且植物还会合成激素来调控自身的生长发育过程。因此，植物形成了一套高效、精细的机制整合外界环境和内源激素以适应复杂多变的自然界。早期研究发现，一粒种子在黑暗的土壤中破土萌发，它的下胚轴会伸长生长，而一旦萌发种子的子叶暴露于光下，光将抑制下胚轴伸长生长；而植物激素乙烯可以逆转光的这种抑制作用，促进光下幼苗下胚轴生长，但乙烯与光相互作用如何调控这一过程的分子基础不清楚。黄荣峰和他的团队首先证明了乙烯促进的下胚轴伸长生长依赖于光信号的正向调节因子HY5（HY5是一类碱性亮氨酸拉链类型的转录因子，在植物光形态建成和光诱导基因表达中起重要的正调控作用），该因子的降解导致了拟南芥下胚轴的伸长生长。通过进一步研究，科研人员发现乙烯通过影响光信号因子E3连接酶COP1的核质分布，从而逆转光对于植物下胚轴生长的抑制作用，由此揭示了植物整合光信号和乙烯信号途径进而调控植物生长发育的分子机制，为科学界认识植物外界环境和内源激素相互作用的机制提供了一种新的调控模型。

据悉，该研究由中国农业科学院生物技术研究所黄荣峰实验室与首都师范大学马力耕实验室以及耶鲁大学邓兴旺实验室合作完成。该项目得到了国家基金委“植物激素作用的分子机理重大研究计划”以及科技部973重大基础研究项目的资助。（通讯员 崔艳）