EMBO Journal | 中科院植生所刘宏涛研究组揭示紫外光UV-B调控侧根发育及生长素响应的新...

2019年11月28日，EMBO Journal 杂志在线发表了中国科学院分子植物卓越创新中心/植物生理生态研究所刘宏涛课题组题为UVR8 interacts with MYB73/MYB77 in a UV-B-dependent manner, regulating auxin responses and lateral root development 的研究论文，揭示了紫外光UV-B调控侧根发育及生长素响应的新机制。

紫外光UVB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。过去对于紫外光信号调控植物发育的研究多集中在地上部分，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，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促进的UVR8-BES1/BIM1及UVR8-WRKY36结合是光受体UVR8信号转导的早期机制，也是两条全新的UV-B信号通路 （Liang et al., 2018a,b; Yang et al., 2018）（点击查看之前的报道：植生所刘宏涛组连发Dev Cell、Nature Plants揭示紫外光UV-B调控光形态建成的新机制）。紫外光受体UVR8在拟南芥中普遍表达，根中也有表达，但其在根中的功能并不清楚。

刘宏涛研究组发现，UV-B抑制侧根生长，但抑制作用在uvr8突变体中明显减弱，说明UV-B对侧根生长的抑制作用依赖于UVR8。进一步的研究发现，UV-B通过UVR8抑制生长素信号通路，而且只要根中有UVR8表达，其根的表型就与野生型一致，说明根中UVR8自主调控侧根的生长。酵母双杂交筛选UVR8结合蛋白获得了一个MYB转录因子MYB73 (MYB DOMAIN PROTEIN 73)，它在酵母中能与UVR8以UV-B依赖的方式相互作用。进一步的研究发现，MYB73的同源基因MYB77 也能与UVR8以UV-B依赖的方式相互作用。MYB77之前被报道通过调控生长素信号而调节侧根生长及发育。表型分析发现，MYB73/MYB77参与调控UV-B下侧根的生长，并且位于UVR8的下游。机制研究表明，UVR8与MYB73/MYB77的DNA结合域相互作用抑制MYB73/MYB77的DNA结合能力，进而抑制其对生长素相关基因的激活作用，调控UV-B下拟南芥侧根的生长发育。

紫外光抑制生长素信号从而调控光依赖的植物生长。UV-B受体UVR8通过抑制生长素响应转录因子MYB73/MYB77而协同光和生长素信号调控地上和地下部发育。

综上所述，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-MYB73/MYB77结合是光受体UVR8信号转导的早期机制，也是外源光信号和内源生长素信号协同调控植物发育的整合点。

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*. (2018) UVR8 interacts with BES1 and BIM1 to regulate transcription and photomorphogenesis in Arabidopsis. Developmental Cell. 44:1-12 https://doi.org/10.1016/j.devcel.2017.12.028

2. Yang Y, Liang T, Zhang L, Shao K, Gu X, Shang R, Shi N, Li X, Zhang P, Liu H*. (2018) UVR8 interacts with WRKY36 to regulate HY5 transcription and hypocotyl elongation in Arabidopsis. Nature Plants. doi: https://doi.org/10.1038/s41477-017-0099-0

3. Liang T, Yang Y, Liu H*. (2018) Signal transduction mediated by the plant UV-B photoreceptor UVR8. New Phytologist. 221(3):1247-1252 doi: 10.1111/nph.15469 (Invited review)

论文原文链接：

https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2019101928