刘宏涛研究组揭示了紫外光UV-B调控植物下胚轴伸长的新机制

2018年1月30日，《Nature Plants》杂志在线发表了我所刘宏涛研究组题为“UVR8 interacts with WRKY36 to regulate HY5 transcription and hypocotyl elongation in Arabidopsis”的研究论文，本文揭示了紫外光UV-B调控植物光形态建成的新机制。

紫外光UVB可以作为信号调控植物发育，如抑制植物伸长，促进子叶张开、类黄酮和花青素积累等。UVR8 (UV RESISTANCE LOUCS 8)是植物中紫外光UVB受体，是所有光受体中最后被发现的，直到2011年才被报道，具体信号传递机制并不清楚。UVR8经UV-B照射激活后，由二聚体变为单体并在细胞核中富集。UVR8一定要在细胞核中才能发挥功能，其是否在细胞核中直接调控基因转录亟待进一步研究。

刘宏涛研究组的研究发现，UVR8可以与一个功能未知的新的转录因子WRKY36（WRKY DNA-BINDING PROTEIN 36）以不依赖UV-B的形式直接结合。紫外光UV-B照射促进细胞核内UVR8-WRKY36复合体形成。WRKY36对植物响应UV-B至关重要，WRKY36的缺失突变体在白光条件下下胚轴变短，但在UV-B条件下下胚轴伸长基本与野生型一致，表明WRKY36是下胚轴伸长的正调控因子，负调控UV-B抑制的下胚轴伸长。进一步的研究表明WRKY36通过直接抑制光形态建成关键基因HY5表达而促进生长，UV-B激活的UVR8形成单体，并进入细胞核直接结合WRKY36而抑制其结合HY5启动子，进而促进HY5表达而抑制伸长。这些结果表明WRKY36是HY5和光形态建成的负调控因子，而UV-B通过UVR8直接抑制WRKY36，进而促进HY5表达及光形态建成。UVR8与WRKY36的结合是UV-B信号转导的早期机制，UVR8-WRKY36-HY5 是一条全新的UV-B信号通路。以上研究表明UVR8与转录因子的直接结合是其信号转导的早期机制，UVR8在细胞核中才能发挥功能因为其要在细胞核中直接结合转录因子WRKY36而直接调控转录。

该研究得到了科技部，国家自然科学基金委员会和中国科学院等项目的资助。