JIPB | ​湖南大学于峰课题组发现拟南芥向光生长新机制

作为光能自养型生物，阳光是植物最重要的能源资源之一。为了更好地利用光能，植物进化出了通过调整自身形态，向光弯曲生长的能力，称为向光性。在模式植物拟南芥中研究发现，植物通过phototropin1/2（phot1/2）感受蓝色光从而确定光源方向，并最终调控氢离子和生长素的侧向分布实现局部细胞向光弯曲生长。但是，蓝光受体phot1/2调节氢离子和生长素侧向分布从而控制细胞生长的分子机制尚不清楚。

 JIPB近日在线发表了湖南大学于峰教授课题组题为“FERONIA is involved in the phototropin 1-mediated blue light phototropic growth in Arabidopsis”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13336），发现拟南芥蓝光受体phot1能够通过细胞生长重要调控蛋白FERONIA（FER）调控氢离子和生长素在蓝光下的侧向分布，从而将蓝光信号转化为细胞生长信号，实现拟南芥向光生长。

研究人员以拟南芥下胚轴向蓝光弯曲生长为研究模型，发现FER突变体向光生长能力减弱；调控拟南芥向光生长的蓝光受体phot1可以与FER发生直接相互作用，且phot1可以在蓝光下磷酸化FER；通过遗传学回复实验发现，FER的激酶失活型突变体不能完全回复FER突变体向光生长减弱的表型。这些结果表明FER参与phot1调控的蓝光向光生长信号转导。作者进一步发现，原本在背光侧分布的氢离子、生长素及生长素转运蛋白在FER突变体中侧向分布消失，说明向光生长过程中氢离子和生长素的侧向分布形成需要FER的参与。该研究揭示了细胞生长重要调控蛋白FER将向光生长过程中的蓝光信号输入（phot1）转换为细胞生长信号输出（氢离子和生长素侧向分布），既完善了植物向光生长信号调控网络，也展现了FER整合环境信号调控细胞生长的新功能。

 湖南大学于峰教授为本文通讯作者，中南大学助理研究员、博士后李驰宇为本文第一作者，湖南大学博士后陈佳为本文并列第一作者，中南大学为第一完成单位。中南大学李家大教授、加州大学伯克利分校栾升教授也参与了该项研究。本研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、湖南省自然科学基金的资助。

转自：植物生物技术Pbj

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