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物在黑暗下的ABA信号转导新机制

作者:迈其生物

来源:BioArt植物

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光不仅是植物进行光合作用的能量来源,还作为重要的环境信号,调控植物生长和发育的全过程 (Li et al., 2011; Han et al., 2020) 。激素脱落酸 (Abscisic Acid, ABA) 在植物生长发育的多个过程以及植物应对逆境胁迫中都发挥关键的调控作用 (Li et al., 2017; Chen et al., 2020) 。先前对植物ABA信号组分的筛选和机制研究都是在光下进行的,但是植物在破土见光之前通常在黑暗的土壤下完成种子萌发和幼苗发育,而且自然界的植物在夜间处于黑暗环境中。那么植物在黑暗下的ABA信号转导机制是否与光下不同,以及是否存在黑暗下特异调控植物ABA信号途径的重要组分,先前并不清楚。李继刚课题组在2020年发表的研究表明,转录因子PHYTOCHROME-INTERACTING FACTORS (PIFs) 通过直接激活ABI5的表达,在黑暗下特异调控植物的ABA信号途径 (点击查看:) 。

CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC1(COP1) 是著名的E3泛素连接酶,最初是耶鲁大学邓兴旺实验室在黑暗下筛选具有组成型光形态建成表型的拟南芥突变体时发现的 (Deng et al., 1992) 。30年来的研究表明,COP1广泛存在于真核生物中,拥有非常保守的序列特征和生化功能,在植物的整个生命周期中都发挥重要调控作用,而且哺乳动物的COP1还广泛参与到癌症发生、糖脂代谢、发育等诸多过程 (Han et al., 2020) 。在该研究中,李继刚课题组发现两个cop1突变体在黑暗下的幼苗生长阶段都表现出对ABA不敏感的表型。蛋白免疫印迹结果表明,ABA信号通路的重要正调控因子——ABI5在cop1突变体中受ABA诱导的程度显著降低,而过表达ABI5能够完全回补cop1-4突变体对ABA不敏感的表型,表明COP1可能通过促进ABA诱导ABI5蛋白积累,在黑暗下正调控植物的ABA信号途径。