近日,南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室许冬清教授课题组在JIPB期刊发表了题为“BBX9 forms feedback loops with PIFs and BBX21 to promote photomorphogenic development” 的研究论文。该研究解析了BBX9促进植物光形态建成的作用机制。
光是植物主要能量来源,也是调节植物生长发育的重要环境信号之一。植物通过一系列的光受体感受光环境的变化。光敏色素 B (phytochrome B, phyB)是主要的红光受体。在感知红光信号后,phyB由Pr形式转变为Pfr形式并迅速进入细胞核,进而启动大量的分子生物学事件。PHYTOCHROME-INTERACTING FACTORs (PIFs)直接作用于phyB下游并调控生长素合成和信号转导途径等以促进植物生长。
本研究发现BBX9是一个植物光形态建成的正调控因子。phyB Pfr形式与BBX9相互作用并稳定其蛋白水平。一方面,BBX9与PIFs蛋白相互作用并抑制其对下游基因的转录激活能力,而PIFs结合在BBX9的启动子上并抑制其转录表达。
另外一方面,BBX9与BBX21相互作用并增强其转录激活活性,而BBX21促进BBX9的转录表达。综上研究结果说明:BBX9不但和PIFs形成了一个负反馈调控环路,而且和BBX21形成了一个正反馈调控机制,从而抑制了包括SAUR24、SAUR29 和IAA29等在内的生长素合成和信号转导相关基因的表达,进而促进植物光形态建成。