LBET竞技-解密植物“防晒霜”,我科学家揭示植物平衡生长和抗紫外胁迫机制

LBET竞技-解密植物“防晒霜”,我科学家揭示植物平衡生长和抗紫外胁迫机制

8月13日, 国际学术期刊The Plant Cell在线发表中国科学院分子植物科学卓越创新中心刘宏涛研究组的论文,揭示了油菜素甾醇信号平衡植物生长和抗紫外胁迫的新机制。

紫外光UV-B是太阳光的一部分,其中窄波段UV-B调控植物发育,全波段UV-B却会引起胁迫,破坏植物DNA,引发活性氧积累,并损害光合作用。植物通过积累“防晒”类黄酮如黄酮醇、花青素等,已经进化出有效的机制来防止或限制UV-B诱导的损伤。到达地球表面的UV-B水平是高度动态的,由时间、季节、纬度、海拔、树荫和许多其他因素决定。植物如何适应UV-B水平的变化、协调生长和UV-B胁迫反应,目前还不清楚。

植物响应UV-B胁迫的工作模型

刘宏涛研究组的研究发现,植物内源激素油菜素甾醇(BR)信号通过控制植物“防晒霜”——黄酮醇的合成抑制拟南芥和多种作物的UV-B胁迫反应。油菜素甾醇信号转导的关键转录因子BES1可以介导植物生长和UV-B防御反应之间的平衡。BES1通过抑制三种黄酮醇生物合成关键转录因子表达而减少黄酮醇的积累。引起胁迫的UV-B则会抑制BES1的表达,从而促进黄酮醇的积累。这些结果表明,油菜素甾醇激活的BES1不仅促进植物生长,而且抑制类黄酮的生物合成,从而节约能量,在没有紫外胁迫条件下努力生长。UV-B胁迫抑制BES1的表达,将能量分配给类黄酮的生物合成和UV-B胁迫反应,使植物能够及时地从生长转向UV-B胁迫反应,不被紫外线“晒伤”。

紫外胁迫也是造成作物减产的胁迫之一,该研究揭示了油菜素甾醇信号平衡植物生长和抗紫外胁迫的新机制,对提高植物抗紫外胁迫能力、提高植物黄酮类次生代谢物合成量具有指导意义。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士研究生梁通和史辰为论文共同第一作者,分子植物科学卓越创新中心刘宏涛研究员为通讯作者。本项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院等项目的资助。

论文链接: http://www.plantcell.org/content/early/2020/08/13/tpc.20.00048