Molecular Plant│杨淑华课题组揭示转录因子CBF稳定光温受体phyB调控植物耐低温的新机制
发布日期:2020-04-26 浏览次数:  信息来源:生物学院

在自然界中植物通过生长抑制和冷驯化策略抵御低温胁迫。近期研究表明,红光受体phyB通过其核小体大小和数目变化以及暗逆转速率的变化感知外界温度变化 (10oC-27oC) (Jung et al., 2016; Legris et al., 2016)。然而,phyB介导植物对低温胁迫应答的机制仍不清楚。

杨淑华课题组前期研究发现,光信号转导通路关键转录因子PIF3负调控CBF基因表达和植物抗冻性,同时E3泛素化连接酶EBF1/EBF2参与PIF3蛋白稳定性的调控 (Jiang et al., PNAS,2017)。在此基础上,作者进一步发现低温下CBFsPIF3存在直接的相互作用,这种互作抑制了PIF3phyB蛋白的共降解。phyB通过调控低温应答和生长发育相关基因的表达,正调节植物的抗冻性。phyB突变体在红光白光长日照下冻性降低phyB过表达植株在红光或白光冻性明显增强。研究还发现,低温下phyB蛋白稳定性增强后能促进低温信号负调因子PIF1PIF4PIF5蛋白的降解同时低温还抑制PIF1PIF4PIF5基因的表达。因此低温诱导的CBF蛋白通过反馈调节机制精细调控低温信号,从而使植物能够抵御低温环境。文章揭示低温信号转录因子CBFs与光信号转录因子PIF3相互作用,稳定红光和温度受体phyB从而提高植物抗冻性的分子机制,同时也阐明phyB在植物适应低温环境过程中的重要作用。。

该项研究成果于2020418日在线发表在国际学术期刊Molecular Plant (https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.006)。生物学院已毕业的姜博晨博士和施怡婷副教授为共同第一作者杨淑华教授为通讯作者。参加该项研究工作的还有:生物学院的博士生彭悦贾玉鑫博士、闫妍博士、董晓静、巩志忠教授、李继刚教授、美国密西根州立大学Michael F Thomashow教授以及耶鲁大学的董杰博士该研究得到了农业部转基因专项、国家自然科学基金和北京高校“双一流”建设的经费支持。

1. CBFs-PIF3-phyB模块调控植物低温应答的分子模式图



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