吕应堂课题组在Plant Cell 揭示植物光形态建成新机理

近日，The Plant Cell在线发表了我室吕应堂教授团队题为“The COP1 target SHI-RELATED SEQUENCE 5 facilitates photomorphogenesis by directly activating photomorphogenesis-promoting genes in Arabidopsis”的研究论文。该研究鉴定了植物光形态建成的重要调控基因SRS5，揭示了植物光形态建成新机理。

    高等植物幼苗在黑暗与光照下生长展现出两种截然不同的形态建成。探讨光如何调控植物的有序发育，以及植物如何将这一信号转化为合适的生长反应具有重要意义。已有研究显示 ELONGATED HYPOCOTYL 5（HY5），B-BOX protein 21（BBX21）、BBX22等基因是拟南芥光形态建成的促进因子；然而，在黑暗条件下，这些基因的单独过表达不能诱导光形态建成。

    该研究通过筛选利用动物雌激素诱导激活标签系统插入构建的突变体库，获得新的拟南芥突变体SRS5ox。在黑暗条件下，SRS5过量表达的幼苗发生光形态建成，表现为下胚轴变短、子叶张开、失去顶钩结构。在光照条件下，与野生型相比，srs5-2突变体具有更长的下胚轴，表明SRS5是光形态建成的正调控因子。进一步研究发现，蓝光可以诱导SRS5的表达；SRS5能直接结合至光形态建成促进基因HY5，BBX21和BBX22等的启动子并激活其表达，促进植物光形态建成。这些结果表明SRS5是位于植物光形态建成调控途径上游主要控制基因。而在黑暗条件下，SRS5则被光形态建成负调控因子CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1) 泛素化而降解。

    该研究由武汉大学吕应堂课题组完成，青年教师袁婷婷为论文第一作者，吕应堂教授为论文通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委的资助。

注：图文转自微信公众号“植物科学最前沿”