促进或抑制：bHLH转录因子对植物庇荫反应的三级调控机制

来源：BioArt植物

植物叶片在进行光合作用的过程中会捕获蓝光（B）与红光（R），同时将大部分的远红光（FR）反射，这会造成叶片反射或透射后的光的R:FR的降低。研究表明，不耐荫植物会感知R:FR的降低引起庇荫反应（SAS），具体表现为下胚轴、节间和叶柄的伸长，花期提前以及叶片的向下性生长【1】。bHLH（basic helix-loop-helix）转录因子PIFs（PHYTOCHROME INTERACTING FACTORs）参与调控植物庇荫反应。PIF4通过转录激活特异性靶基因促进SAS。另一种bHLH转录因子HFR1（LONG HYPOCOTYL IN FAR-RED 1）同样参与调控植物庇荫反应。HFR1可以通过直接结合抑制PIF4，从而负调节SAS。

这些研究表明，bHLH转录因子在植物SAS响应调控中的关键作用【3】。对两种野生天竺葵（一种耐荫，一种不耐荫）的研究发现了一种新的bHLH蛋白KDR（KIDARI） 也参与调控SAS反应，并且其表达依赖于PIF4、PIF5和PIF7【4】。但是目前关于KDR在植物SAS响应中的确切作用尚不清楚。

近日，荷兰Utrecht University的Ronald Pierik课题组在Plant Physiology在线发表了一篇题为A gas-and-brake mechanism of bHLH proteins modulates shade avoidance 的研究论文，揭示了bHLH转录因子对植物庇荫反应的三级调控机制。

Proposed network regulating cell elongation in low R:FR

总之，该研究表明KDR是植物SAS响应的正调节因子，与PARs和PIFs形成三级调控网络共同调控SAS响应，揭示了bHLH蛋白互作在植物SAS响应中的重要作用。研究结果为植物的庇荫调节提供了新的思路。

参考文献

【1】Galvāo VC, Fiorucci A-S, Trevisan M, Franco-Zorilla JM, Goyal A, Schmid- 1007 Siegert E, Solano R, Fankhauser C (2019) PIF transcription factors link a neighbor threat cue to accelerated reproduction in Arabidopsis. Nat Commun 10: 1–10

【2】Molina-Contreras MJ, Paulišić S, Then C, Moreno-Romero J, Pastor-Andreu P,  Morelli L, Roig-Villanova I, Jenkins H, Hallab A, Gan X, et al (2019) Photoreceptor Activity Contributes to Contrasting Responses to Shade in Cardamine and Arabidopsis Seedlings. Plant Cell 31: 2649–2663

【3】Sessa G, Carabelli M, Sassi M, Ciolfi A , Possenti M, Mittem pergher F, Becker J, Morelli G, Ruberti I (2005) A  dynamic balance between gene activation and repression regulates the shade avoidance response in A rabidopsis. Genes Dev 19: 2811–2815

【4】Gommers CMM, Keuskamp DH, Buti S, Van Veen H, Koevoets IT, Reinen E, Voesenek LACJ, Pierik R (2017) Molecular profiles of contrasting shade response strategies in wild plants: differential control of immunity and shoot elongation. Plant Cell 2: 331–344