植物如何维持光热响应平衡


 
植物如何维持光热响应平衡  
 

本报讯 高温、暴晒,让人受不了,其实植物也不喜欢。但是植物如何感受外界环境的变化?如何调节自身做出适应性改变,保护自己并维持正常生长?7月15日,《自然—通讯》在线发表了山东农业大学生命科学学院倪敏课题组的研究论文。他们发现,植物生物钟核心因子CCA1/LHY蛋白与SHB1蛋白相互作用,通过调控PIF4基因表达维持植物光响应的平衡状态。

CCA1是植物生物钟核心振荡器中的关键因子,参与调控植物生长发育;SHB1参与调控植物光信号转导与种子胚乳的发育,并最终影响种子的大小;PIF4则是光信号转导过程中关键的负调控因子。

之前的研究表明,正调控因子如光敏素接收到光信号之后,迅速通过泛素化途径降解PIF4蛋白,以达到促进植物光形态建成的目的。但此前尚不清楚这种降解机制是否存在一种反馈调节模式。

倪敏团队以模式植物拟南芥为载体,从分子、生化以及遗传角度分析了SHB1-CCA1/LHY复合体在红光条件下调控PIF4基因表达的机制。结果发现,在早上,高水平表达的CCA1通过结合PIF4基因的启动子,将生物钟信号整合入PIF4介导的信号转导途径,进而招募SHB1至PIF4基因的启动子上,特异性地上调PIF4基因表达,维持PIF4基因的节律表达模式,并在一定程度上减弱植物的光响应,以维持植物光形态建成的平衡状态。

此外,研究还发现,随着白天温度的升高,SHB1通过上调PIF4基因的表达,可以增强植物的热形态建成,有助于保障植物在强光、高温条件下正常生长发育。

倪敏指出,该项研究揭示了一种维持植物光形态建成平衡的反馈调节模式,在作物生长发育过程中,有助于维持其适度的光、热响应。(李晨 翟荣惠

文章来源:武汉茂松景观工程有限公司
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