发布人:     发布日期: 2020-08-04    浏览次数:

2020年7月30日，beat365体育官方网站许冬清教授课题组和北京大学现代beat365体育官方网站邓兴旺院士课题组合作在国际植物学知名期刊《The Plant Cell》在线发表了题为“COLD-REGULATED GENE 27 integrates signals from light and the circadian rhythm to promote hypocotyl growth in Arabidopsis”的研究论文。该项研究鉴定了一个整合光信号和生物钟节律的关键因子，揭示了光信号和生物钟节律协同调控植物生长发育的新机制。

   在植物的漫长进化过程中，光和生物钟作为重要信号协同调控植物生长发育和存活繁衍。为了适应周围环境光信号和生物钟节律的变化，大多数具有固着生长习性的植物，已经进化出了复杂而灵活的信号网络，它直接精细调控各种生理活动和发育过程。例如，在自然界中，处于黑暗环境的幼苗进行暗形态建成发育，下胚轴快速伸长，子叶闭合黄化，产生顶端弯钩，这种完美形态有利于幼苗穿破土壤而进入光照环境，然后立即启动光形态建成发育，抑制下胚轴伸长，子叶张开转绿，开始接收光能进行光合作用，研究其信号转导过程有助于从分子微观水平探索生命的奥秘。

在植物的光信号转导过程中，COP1-SPA蛋白复合体是光信号转导通路中的核心抑制子，作为E3泛素连接酶介导下游靶蛋白降解。bZIP类型的转录因子HY5是植物光信号转导的正向调控因子，而bHLH类型的转录因子PIF4是植物光信号转导的负向调控因子，它们协同调控植物信号转导过程。本项研究鉴定发现，COR27作为植物光形态建成的负向调节因子，能够整合光信号和生物钟节律，进而调控植物的生长发育。在白天光照时，COR27蛋白不断表达积累，积累的COR27蛋白能够与转录因子HY5发生相互作用，抑制了HY5的DNA结合活性；另一方面，COR27作为转录调节因子，能够结合PIF4的启动子区域，在下午促进PIF4及其下游靶基因的转录表达，最终促进了植物下胚轴的生长。在晚上黑暗时，COR27蛋白能够与COP1-SPA1蛋白复合体发生相互作用，导致COR27被泛素化并被26S蛋白酶体所降解。该项研究揭示了COR27整合光信号和生物钟节律协同调控植物光形态建成的工作机制（图1）。                                           

图1 COR27整合光信号和生物钟节律协同调控植物下胚轴生长的模式图。 

该研究论文beat365体育官方网站为第一通讯作者单位，通讯作者为beat365体育官方网站许冬清教授和北京大学现代beat365体育官方网站邓兴旺院士。本项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和beat365平台高层次引进人才启动经费等项目的资助。