厦门大学黄烯题组题研究揭示植物UV-B光受体调控UV-B光响应基因表达的新机制学术资讯

来源：BioArt植物

原标题:Mol Plant ：厦门大学黄烯题组题研究揭示植物UV-B光受体调控UV-B光响应基因表达的新机制

2020年2月29日，Molecular Plant在线发表了厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室黄烯课题组题为“Coordinated Transcriptional Regulation by the UV-B Photoreceptor and Multiple Transcription Factors for Plant UV-B Responses”的研究论文，揭示了植物UV-B光受体调控UV-B光响应基因表达的新机制。

紫外光UV-B波段（280-315 nm）是地表接收太阳光的重要组成部分。植物对UV-B光尤为敏感，能够根据UV-B光照的波段、强度与时长产生不同的响应。适量的UV-B光照射能够促进植物进行光形态建成，适应辐射胁迫。近年来，随着植物UV-B光受体UVR8的鉴定和结构解析（Rizzini et al., 2011；Christie et al., 2012; Wu et al., 2012）以及一系列下游分子事件的发现（Liang et al., 2019），UV-B光信号转导的调控网络逐渐明晰。黄烯课题组在前期研究中揭示了UVR8细胞核定位的双源积累途径（Qian et al., 2016）和蛋白质降解机器介导UV-B光信号转导的分子机制（Ren et al., 2019）。

已有研究表明，UV-B光促进UVR8在细胞核内积累是UV-B光信号转导的关键步骤（Kaiserli and Jenkins, 2007; Qian et al., 2016; Yin et al., 2016）。但是细胞核定位的UVR8如何参与下游基因表达调控尚未全面揭示。在该研究中，黄烯课题组通过分析细胞核UVR8特异性调控的转录组，发现UVR8能够快速且持续地调控光和激素响应的基因表达，并通过比对光和激素通路中已知转录因子的靶基因，发现UVR8在细胞核内与多个转录因子共同调控下游基因表达，例如已知的光形态建成促进因子HY5和抑制因子PIF家族蛋白，提出细胞核UVR8主要借由HY5激活光响应的基因表达，同时主要借由PIFs抑制生长素响应的基因表达。

有意思的是，细胞核UVR8特异性调控的基因中超过四成不是已知转录因子的靶基因，提示了新转录因子存在的可能。由此，作者鉴定到一个被UV-B光快速激活且依赖于UVR8的新转录因子MYB13。进一步的实验表明，MYB13基因主要在子叶中表达，不是调控下胚轴生长的重要因子。MYB13蛋白能够结合在生长素响应基因和类黄酮生物合成基因的启动子上并促进它们表达，从而正调控UV-B光诱导的子叶增大和类黄酮积累。UV-B光诱导UVR8与MYB13发生相互作用，使得UVR8差异性地调节MYB13对不同靶基因的结合，从而实现对子叶发育进程和胁迫适应的调控。

图1. UVR8与多个转录因子调控UV-B光信号转导的工作模式图

综上所述，该研究提出了细胞核内UV-B光受体UVR8与多个转录因子共同调控基因表达的工作模式（图1），鉴定了UV-B光信号通路的新转录因子MYB13，揭示了UVR8与MYB13互作调控子叶发育和胁迫适应的分子机制。该研究为光信号调控植物器官特异性发育模式，以及兼顾生长和防御的分子机制提供了新见解。

厦门大学生命科学学院博士后钱崇祯为该论文的第一作者，黄烯教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金和厦门大学校长基金的资助。

原文链接：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30062-9

来源：bioartplants BioArt植物

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