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黄烯教授课题组揭示紫外光受体调控植物发育的新机制

发布时间:2016-10-18来源:点击数:1931

20161015日,澳门新葡亰网站注册黄烯教授课题组在Cell旗下国际知名植物学期刊《Molecular Plant》上发表了题为“Dual-source nuclear monomers of UV-B light receptor direct photomorphogenesis in Arabidopsis”的研究论文(封面文章),报道了紫外光受体调控植物发育的最新研究进展。

光是自然界中影响动植物生命活动最重要的环境因子之一。对于植物而言,光不仅为光合作用提供能量,也作为一种信号因子调控植物生长发育的诸多过程。然而20世纪70年代以来,环境污染引发臭氧层变薄,紫外辐射增强已严重影响到人类健康与生态环境。黄烯教授课题组在前期工作中建立了新型的紫外光控植物发育体系,致力于发掘紫外光照促进植物生长发育的有利潜能,以推动光能源科学有效的利用。

作为“破译”光信息的第一步,植物如何利用它们的“眼睛”——光受体蛋白感知并传递光信号,是光生物学领域的核心问题。本研究中,黄烯教授课题组发现拟南芥紫外光受体UVR8蛋白响应紫外光照射后,仅以单体形式在细胞核中积累;接着利用诱导型蛋白定位系统揭示了在植物幼苗进行紫外光形态建成的发育过程中,UVR8发挥生理活性需同时满足三个条件,即光照激活、单体化与细胞核定位,缺一不可;随后利用一系列生化实验,阐明了细胞核内UVR8单体的双源累积途径,并构建了紫外光受体亚细胞定位的动态工作模型:为快速响应短时紫外光的照射,细胞核内“库存”的少量UVR8同源二聚体迅速转换为单体,以高效启动光信号转导;随着紫外光照时间增长,细胞质中UVR8发生单体化并迁移入细胞核,补充核内“库存”来维持紫外光的信号转导。同时,该研究也发现了两类参与紫外光信号通路的关键因子COP1RUP1/2分别能够促进与抑制该过程,实现紫外光信号在细胞内的协调传递。这项研究首次在生化层面与亚细胞水平上解析了植物紫外光受体调控光形态建成的功能机制。

该论文的第一编辑为博士研究生钱崇祯,通讯编辑为黄烯教授,课题组研究生毛伟伟、刘燕、任慧、新加坡国立大学On Sun Lau博士及生科院欧阳鑫昊老师均对本研究有重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金委、中央高校基本科研业务费等的资助。

文章链接:http://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(16)30230-1

(生科办)


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