植物響應(yīng)UV-B脅迫的工作模型

　　三伏天，艷陽(yáng)高照。在陽(yáng)光下暴曬的植物如何防曬呢？它們是否也有“防曬霜”呢？

　　中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心劉宏濤研究團(tuán)隊(duì)的研究有了新發(fā)現(xiàn)，揭示了油菜素甾醇信號(hào)平衡植物生長(zhǎng)和抗紫外脅迫的新機(jī)制，相關(guān)研究論文近日發(fā)表于《植物細(xì)胞》。

　　紫外光UV—B是太陽(yáng)光的一部分，其中窄波段UV-B調(diào)控植物發(fā)育，如：抑制下胚軸伸長(zhǎng)，促進(jìn)子葉張開(kāi)，促進(jìn)類黃酮和花青素的積累等。全波段UV—B會(huì)引起脅迫，對(duì)植物造成損傷。引起脅迫反應(yīng)的UV—B會(huì)破壞DNA，引發(fā)活性氧積累，并損害光合作用。植物通過(guò)積累“防曬”類黃酮，已經(jīng)進(jìn)化出有效的機(jī)制來(lái)防止或限制UV—B誘導(dǎo)的損傷。

　　因?yàn)闀r(shí)間、季節(jié)、緯度、海拔、樹(shù)蔭和許多其他因素的影響，到達(dá)地球表面的UV—B水平是動(dòng)態(tài)的。植物如何適應(yīng)UV—B水平的變化，協(xié)調(diào)生長(zhǎng)和UV—B脅迫反應(yīng)，尚不清楚。

　　植物內(nèi)源激素油菜素甾醇（BR）在促進(jìn)植物生長(zhǎng)中具有重要功能。此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)油菜素甾醇（BR）信號(hào)通過(guò)控制植物“防曬霜”——黃酮醇的合成抑制擬南芥等多種作物的UV—B脅迫反應(yīng)。劉宏濤解釋說(shuō)：“具有防曬功能的次生代謝物有很多種，除了黃酮醇，還有花青素等，它們都是植物自身具有的?！?/p>

　　內(nèi)源油菜素甾醇信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子BES1介導(dǎo)植物生長(zhǎng)和UV—B防御反應(yīng)之間的平衡。BR激活的BES1抑制黃酮醇生物合成關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子MYB11、MYB12和MYB111表達(dá)，從而減少黃酮醇的積累。引起脅迫反應(yīng)的UV—B會(huì)抑制BES1的表達(dá)，從而促進(jìn)黃酮醇的積累。

　　研究表明，BR激活的BES1不僅促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而且抑制類黃酮的生物合成，從而節(jié)約能量，在沒(méi)有紫外線UV—B脅迫條件下努力生長(zhǎng)。UV—B脅迫抑制BES1的表達(dá)，將能量分配給類黃酮的生物合成和UV—B脅迫反應(yīng)，使植物能夠及時(shí)地從生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向UV—B脅迫反應(yīng)，不被紫外線“曬傷”。

　　紫外線UV—B脅迫也是造成作物減產(chǎn)的原因之一。專家表示，該研究揭示了油菜素甾醇信號(hào)平衡植物生長(zhǎng)和抗紫外線UV—B脅迫的新機(jī)制，對(duì)提高植物抗紫外脅迫能力、提高植物黃酮類次生代謝物合成量具有指導(dǎo)意義。（何靜）

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1105/tpc.20.00048

責(zé)任編輯：楊文博 校對(duì)：楊文博