Plant J：中科院植生所晁代印研究组揭示光诱导下胚轴不定根发生的分子机制

来源：植物生物学

根系是植物吸收水分和矿质营养的关键器官，可以分为初生根、侧生根和不定根。其中，不定根在形态和功能上有很大差异，并且在感受到环境刺激后其表型具有高度可塑性【1】。之前研究表明，作为影响不定根发育的关键环境因子，光照会诱导黄化苗下胚轴不定根（ hypocotyl adventitious root，HAR）的发生【2】。有趣的是，黑暗也会诱导HAR的形成【3】，这表明HAR发生受到光-暗转换的调节，但是目前对光照调控HAR形成的机制尚不清楚。

近日，中科院植物生理生态研究所晁代印研究组在Plant journal在线发表了一篇题为Phytochrome B inhibits darkness-inducedhypocotyl adventitious root formation by stabilizing IAA14 and suppressing ARF7and ARF19的研究论文，在拟南芥中揭示了光受体介导黑暗诱导的HAR发生的分子机制。 

该研究发现，HAR的发生仅需要黑暗条件，而不需要光照，这意味着光信号在HAR的发生中起负调控作用。然而，光合碳同化产物在HAR的发生中起正调节作用。这进一步表明光在HAR发生中的双重作用并部分解释了之前关于光在HAR形成中相反调节作用。该研究还表明，黑暗对HAR的抑制作用与光敏色素的负调节作用有关。

该研究还发现，黑暗诱导的HAR发生与侧根的调控网络相似但是与初生根发生的诱导机制不同。具体而言，光受体PHYB在侧生根负调控因子IAA14及侧生根正调控因子ARF7/19的上游发挥作用。PHYB可以与ARF7或ARF19发生物理相互作用进而抑制ARF7和ARF19的转录活性，但是PHYB与IAA14之间的相互作用会稳定IAA14，进而抑制HAR的形成。

A model for the molecular mechanism regulating darkness-induced hypocotyl adventitious root

总之，该研究表明黑暗条件下，光受体PHYB可以通过IAA14-ARF7/ 19模块调节HAR发生。该研究结果为黑暗诱导的HAR的形成机制解析提供了遗传和分子证据。

参考文献

【1】Gonin,M., Bergougnoux, Nguyen, T., Gantet, P. and Champion, A. (2019) What makesadventitious roots? Plants, 8, 240.

【2】Lakehal,A., Chaabouni, S., Cavel, E., Le Hir, R., Ranjan, A., Raneshan, Z., Novak, O., Pacurar,D.I., Perrone, I., Jobert, F., Gutierrez, L., Bako, L. and Bellini, C. (2019) Amolecular  framework  for the  control  of adventitious  rooting  by TIR1/AFB2-Aux/IAA-dependent auxinsignaling in Arabidopsis. Mol. Plant, 12, 1499-1514.

【3】Takahashi,F., Sato-Nara, K., Kobayashi, K., Suzuki, M. and Suzuki, H. (2003)Sugar-induced adventitious roots in Arabidopsis seedlings. J. Plant Res. 116,83-91

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15142