白桦（Betula platyphylla Suk.）为桦木科桦木属，广泛应用于木材、家具、建筑、景观、医药等，在林业生产中具有重要的经济和生态价值。UV-B（ultraviolet-B）是太阳辐射中波长为280~315nm的紫外线，高强度的UV-B辐射作为胁迫因子，会降低植物光合作用和生产力，引起植物代谢紊乱；干旱是影响林木生长发育及生产力的主要环境因素。白桦作为典型的喜光先锋树种，分布广泛，具有速生、耐瘠薄的特性，更容易遭受高剂量的UV-B和干旱胁迫。挖掘UV-B辐射及干旱胁迫响应的关键基因对桦树遗传改良、木材生产和可持续造林具有重要意义。
2024年7月，Forestry Research 在线发表了东北林业大学曾凡锁教授团队撰写的题为A birch ELONGATED HYPOCOTYL 5 gene enhances UV-B and drought tolerance 的研究论文。
光受体UVR8（UVB-resistance 8）通过调节多种基因的转录进而调控植物UV-B光形态建成，是植物响应UV-B辐射的关键途径之一。其中ELONGATED HYPOCOTYL 5（HY5）作为一种光形态建成的正调控因子，广泛参与植物激素信号传导和胁迫响应，在UVR8信号通路中具有重要功能。该研究发现白桦BpHY5 作为正调控因子在UV-B辐射及干旱耐受性中发挥了重要作用。BpHY5 是一种bZIP家族转录因子，定位于细胞核，BpHY5 能够挽救拟南芥hy5 突变体下胚轴伸长的表型。过表达BpHY5 能够提高UV-B、干旱胁迫下拟南芥种子的萌发率和绿化率；拟南芥和白桦的胁迫处理结果均表明，转基因显著增强了植株的活性氧清除能力，减少ROS积累，降低受损程度。进一步的研究发现，过表达BpHY5能够有效提高木质素含量（1.31倍），上调ABA信号及胁迫响应相关转录因子（例如DREB2A、ERF4、RD20、BBX11等）的表达，这也是BpHY5 调控植物响应UV-B辐射及干旱胁迫的重要途径。相关研究有助于林木抗逆关键基因的进一步挖掘和机制解析，为创制高抗、优质林木新品种提供理论基础和基因资源。
图1 BpHY5 介导的白桦UV-B辐射及干旱胁迫响应调控模式图
作者团队合照：
相关推荐：
关于
Forestry Research
赶紧加入
ForRes交流群
