责编 | 奕梵紫外光UV-B是太阳光的一部分，其中窄波段UV-B调控植物发育，如抑制下胚轴伸长，促进子叶张开，促进类黄酮和花青素的积累等。全波段UV-B会引起胁迫，对植物造成损伤。引起胁迫反应的UV-B会破坏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，包括黄酮醇、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。但植物如何适应UV-B水平的变化，协调生长和UV-B胁迫反应，目前还不清楚。8月13日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心刘宏涛研究组在The Plant Cell在线发表了题为Brassinosteroid-Activated BRI1-EMS-SUPPRESSOR 1 Inhibits Flavonoid Biosynthesis and Coordinates Growth and UV-B Stress Responses in Plants的研究论文，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 。
刘宏涛研究组之前发现，UVR8能够直接结合内源激素油菜素甾醇（BR）信号转导中的关键转录因子BIM1、BES1，以及功能未知的转录因子WRKY36，生长素信号中的关键转录因子MYB73、MYB77并抑制它们的DNA结合活性进而抑制下游基因表达及伸长，实现光形态建成调控。UV-B激活UVR8不仅调控地上部分发育也同时调控地下部分发育。UV-B促进的UVR8-BES1/BIM1 、UVR8-WRKY36及UVR8-MYB73/MYB77结合是光受体UVR8信号转导的早期机制，也是三条全新的UV-B信号通路 （Liang et al., a,b; Yang et al., ; Yang et al., ）。然而，BR信号是否参与UV-B胁迫反应尚不清楚。该研究发现，油菜素甾体（BR）信号通过控制黄酮醇的合成抑制拟南芥和多种作物的UV-B胁迫反应。BES1介导植物生长和UV-B防御反应之间的平衡。BES1抑制黄酮醇生物合成关键转录因子MYB11、MYB12和MYB111表达。BES1以BR增强的方式直接与这些MYBs的启动子结合以抑制其表达，从而减少黄酮醇的积累。引起胁迫的UV-B会抑制BES1的表达，从而促进黄酮醇的积累。这些结果表明，BR激活的BES1不仅促进植物生长，而且抑制类黄酮的生物合成。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。
植物响应UV-B胁迫的工作模型最后，研究人员提出了植物响应UV-B胁迫的工作模型：当植物在没有UV-B的情况下生长时，BR信号激活BES1来抑制PFG-MYBs控制类黄酮合成的表达。当植物受到窄波段UV-B辐射时，光激活UVR8与COP1相互作用促进HY5的积累，从而启动UV-B光形态建成，包括激活PFG-MYBs的表达。当植物受到宽带UV-B辐射时，UV-B胁迫除了激活UVR8-COP1-HY5信号外，还以UVR8独立的方式抑制BES1的表达，从而抑制PFG-MYBs的抑制。类黄酮作为防晒化合物，保护植物细胞免受UV-B胁迫。BR激活的BES1介导植物生长和UV-B胁迫反应之间的平衡。值得一提的是，该论文是刘宏涛研究组近期发表的第二篇The PlantCell论文。8月7日，该研究组在The Plant Cell在线发表了题为COR27 and COR28 are Novel Regulators of the COP1–HY5 Regulatory Hub and Photomorphogenesis in Arabidopsis的研究论文。该研究鉴定了调控光形态建成新因子，揭示了光信号通过COR27和COR28精细调控光形态建成新机制。
参考文献：
1. Liang T, Mei S, Shi C, Yang Y, Peng Y, Ma L, Wang F, Li X, Huang X, Yin Y, Liu H*. () UVR8 interacts with BES1 and BIM1 to regulate transcription and photomorphogenesis in Arabidopsis. Developmental Cell. 44:1-12 /10.1016/j.devcel..12.028
2. Yang Y, Liang T, Zhang L, Shao K, Gu X, Shang R, Shi N, Li X, Zhang P, Liu H*. () UVR8 interacts with WRKY36 to regulate HY5 transcription and hypocotyl elongation in Arabidopsis. Nature Plants. doi: /10.1038/s41477-017-0099-0
3. Liang T, Yang Y, Liu H*. () Signal transduction mediated by the plant UV-B photoreceptor UVR8. New Phytologist. 221(3):1247-1252doi: 10.1111/nph.15469 (Invited review)
4. Yang Y, Zhang L, Chen P, Liang T, Li X, Liu H*. () UVR8 interacts with MYB73/MYB77 in a UV-B-dependent manner, regulating auxin responses and lateral root development. EMBO Journal. doi/10.15252/embj.101928
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