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博亚体育app官网入口_The Plant Cell:发现番茄响应紫外光UV-B新机制

点击量: 987     作者: 博亚体育app官网入口     时间: 2022-03-05 09:31:55

ThePlantCell:发现番茄响应紫外光UV-B新机制
  1. 番茄

来历:上海交通年夜学 2022-03-01 08:09

番茄是一种主要的园艺作物,也是研究光形态建成的一种模式植物。今朝举措措施栽培是我国番茄栽培的首要情势。举措措施栽培中光照对壮苗和番茄品质等具有主要影响。紫外光UV-B(280~315 nm)是太阳光中的一个有机构成部门。低剂量的UV-B作为一种情况旌旗灯号被植物光受体UVR8卵白感知,经由过程光旌旗灯号转导,调控植物的发展发育、次生代谢和对情况窘境的顺应

番茄是一种主要的园艺作物,也是研究光形态建成的一种模式植物。今朝举措措施栽培是我国番茄栽培的首要情势。举措措施栽培中光照对壮苗和番茄品质等具有主要影响。紫外光UV-B(280~315 nm)是太阳光中的一个有机构成部门。低剂量的UV-B作为一种情况旌旗灯号被植物光受体UVR8卵白感知,经由过程光旌旗灯号转导,调控植物的发展发育、次生代谢和对情况窘境的顺应性(Yin and Ulm, 2017; Liang et al., 2019; Podolec et al., 2021)。而强UV-B可以或许粉碎植物细胞内的卵白质和DNA等生物年夜份子,引发窘境勒迫反映(Shi and Liu, 2021)。光受体UVR8的突变体在摹拟天然情况前提下的发展发育表示较野生型差,注解了UVR8介导的光旌旗灯号通路对与植物顺应情况具有主要的感化 (Favory et al., 2009)。研究发现光受体UVR8经由过程调控年夜量基因转录表达转变行使其心理学功能(Qian et al., 2020)。在UVR8旌旗灯号通路上今朝已发现多个转录因子介入基因表达调控,此中转录因子HY5具有很是主要的感化(Brown et al., 2005)。但是紫外光若何激活HY5基因转录和HY5转录动态转变的调控机理都不十分清晰。

上海交通年夜学农业与生物学院尹若贺课题组在The Plant Cell杂志颁发了题为“Activation and negative feedback regulation of SlHY5 transcription by the SlBBX20/21–SlHY5 transcription factor module in UV-B signaling”的研究论文,揭露了在紫外光UV-B的处置下,番茄转录因子模块BBX20/21-HY5激活HY5基因转录,而过量堆集的HY5卵白按捺本身基因转录,构成本身负反馈环,保持体内HY5的程度,调理番茄的光形态建成(Yang et al., 2022)。

前人研究发现HY5卵白是光旌旗灯号激活HY5基因表达所必不成少的一个元件(Binkert et al., 2014)。但是HY5卵白贫乏转录激活扣构域,尚需要未知的辅助卵白协同转录激活靶基因。在该研究中,研究人员发此刻番茄bbx20 bbx21双突变和hy5单突变体内紫外光激活HY5基因表达的能力光鲜明显降落。经由过程遗传和生化尝试证实转录因子BBX20/BBX21和HY5彼此感化,以彼此依靠的体例激活HY5基因转录。但是在过表达BBX20或BBX21的番茄材猜中,紫外光激活HY5基因表达能力反而较野生型较着降落,暗示存在一个负反馈调控机制。经由过程一系列卵白-DNA连系尝试,发现转录因子BBX20/21和HY5都连系在HY5基因启动子的统一个顺式感化元件上。在体外,HY5比BBX20卵白具有更强连系HY5基因启动子的能力,在番茄体内紫外光处置引发HY5在本身基因启动子长进一步富集,并按捺BBX20卵白与HY5启动子的连系。最后,在野生型AC(Ailsa Craig)番茄布景下过表达外源HY5可以或许光鲜明显按捺内源HY5的转录程度。经由过程这些首要尝试证实了转录因子模块BBX20/21–HY5转录激活HY5,而过量堆集的HY5卵白经由过程和其协同感化卵白BBX20/21竞争连系本身基因启动子,按捺HY5基因转录,构成一个本身负反馈调控环,从而保持恰当的HY5表达程度(图一)。对野生型番茄进行分歧时候长度的紫外光处置,发现HY5的转录程度确切是被紫外光瞬时激活,然后快速下降,注解HY5的本身负反馈调控具有主要的心理学意义。

尝试室在前期研究中发现光受体UVR8可以或许在紫外光的处置下激活RUP基因(拟南芥RUP1/2的同源基因)的转录表达,而RUP经由过程调控光受体UVR8的二体/单体构象转变,按捺光受体的功能,构成别的一个负反馈调控环(Zhang et al., 2021)。在本研究中,操纵番茄rup突变体,研究人员发现RUP负调控环只在初期按捺HY5的转录表达,尔后期的负调控首要由HY5卵白本身调理。是以,在光受体UVR8旌旗灯号通路上存在最少两个分歧的负反馈环,别离在光旌旗灯号转导的初期和晚期阐扬感化,均衡植物对紫外光UV-B的响应(图一)。

综上,该研究以园艺作物番茄为材料系统深切地解析了紫外光瞬时引诱HY5转录的调控机制,进一步拓展了UV-B转录调控收集,为举措措施园艺植物响应光情况旌旗灯号供给了新的理论支持。上海交通年夜学博士后杨国骞为论文第一作者,尹若贺副传授为论文通信作者。尝试室助理研究员林丽博士、张春丽博士,博士后方芳,已卒业硕士研究生董华茜、刘小瑞等都做出了主要进献。该研究获得了国度重点研发打算、国度天然科学基金、上海交通年夜学致远学者等项目帮助。(生物谷Bioon.com)

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