植物作为定植生物，与动物不同，它们不能主动移动以避开不利环境条件。因此，植物必须发展出一套复杂的机制来应对由生物和非生物因素带来的环境变化。如何精确而有效地响应这些挑战，是植物生存和繁衍的关键问题之一。光照对于植物的生长发育至关重要，作为主要的环境信号，它在植物的整个生命周期中扮演着决定性的角色。同时，植物激素作为内部调节分子，在植物适应光照条件、完成光形态建成方面起着关键作用。
当植物受到病原体攻击时，它们会迅速启动免疫防御，并合成大量的水杨酸（SA），以加强免疫反应。然而，免疫反应是一个消耗能量的过程，可能会抑制植物的正常生长。因此，平衡免疫反应和正常生长之间的关系，一直是植物学研究的重要课题。尽管目前的研究广泛探讨了植物激素在光形态建成中的作用，但水杨酸作为一种植物免疫激素在此过程中所扮演的角色尚未得到充分的关注。
水杨酸的受体NPR1（NONEXPRESSER OF PATHOGENESIS-RELATED GENES 1）是水杨酸信号传导路径中的核心调控因子，在植物免疫反应中起到重要作用。但是，关于植物如何整合光信号和水杨酸信号以应对复杂环境变化，以及水杨酸在光形态建成中的具体作用，仍需进行深入和系统的研究。同样，NPR1在光形态建成中的功能机制也尚不完全清楚。进一步探究水杨酸及其受体NPR1在光形态建成中的角色，不仅有助于理解植物如何协调免疫反应与生长发育，也为解析植物适应动态环境提供了科学依据。
光敏色素相互作用因子（PIFs）是一类重要的转录因子，在植物光信号转导和生长发育调控中发挥关键作用。在光照条件下，PIFs通过泛素化途径被快速降解，以确保植物能够对光环境的变化做出精准的适应性调整。尽管已有研究揭示了其他PIFs稳定性调控的泛素连接酶，但PIF4蛋白稳定性调控的具体机制仍然未知，需要进一步研究以揭示其背后的分子机制及其生物学意义。近日，北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室/北京大学现代农学院/小麦育种全国重点实验室邓兴旺教授团队与中国农业大学植物保护学院杨丽教授团队合作，在《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了题为《NPR1 promotes blue light-induced plant photomorphogenesis by ubiquitinating and degrading PIF4》的研究论文。该研究表明，水杨酸通过NPR1-PIF4信号模块促进植物的光形态建成。研究发现，在蓝光条件下，NPR1作为CUL3依赖的E3泛素连接酶，介导PIF4的翻译后修饰。具体来说，NPR1促进了PIF4的泛素化，并通过26S蛋白酶体途径降解PIF4，从而减少了蓝光条件下PIF4的蛋白水平，抑制了胚轴伸长。此外，蓝光受体隐花色素（CRYs）增强了NPR1与PIF4的互作及其泛素化，进一步加强了这一过程。这项研究揭示了NPR1在光形态建成中的新功能，并阐明了其在蓝光响应中的独特调控机制，为理解植物如何平衡免疫反应与生长发育提供了新的见解。同时，该研究还发现了蓝光条件下PIF4翻译后调控的新机制，深化了我们对植物光形态建成的理解，并为未来相关研究提供了新的视角。
论文的通讯作者为北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室/北京大学现代农学院/小麦育种全国重点实验室邓兴旺院士和中国农业大学植物保护学院杨丽教授。论文第一作者为北京大学现代农学院博士后、中国农业大学植物保护学院访问学者周杨杨。中国农业大学李继刚教授和北京大学何光明副研究员也参与了该项研究工作。该工作得到北京市自然科学基金, 国家自然科学基金，拼多多-中国农业大学研究基金, 中国高校科研基金, 国家高层次青年人才项目, 中国科协青年人才托举工程项目, 中国农业大学2115人才发展计划；国家自然科学基金重大研究计划项目, 山东省重点研发计划等多个科研项目的资助。![]()
