杨洪全课题组揭示植物蓝光受体CRY调控光周期开花的新机制
发布人:吴波  发布时间:2020-08-21   浏览次数:10


杨洪全课题组揭示植物蓝光受体CRY调控光周期开花的新机制


对于植物而言,光不仅为光合作用提供能量,也是调控生长发育的重要的环境信号。植物可以通过多种光受体可以感受不同波长、强度、方向和周期的太阳光,从而参与调控植物的生长发育。拟南芥蓝光受体隐花素CRY包括CRY1CRY2,它们调控光形态建成、光周期开花、气孔开闭和气孔发育等过程。在调控光周期开花中, CRY2发挥主要作用,而CRY1的作用只有在 CRY2 突变时才能显现出来。AP2 (APETALA 2)类转录因子则是植物光周期开花途径的重要负调控因子,该家族有 AP2 TOE1 (TARGET OF EAT 1) TOE2 TOE3 SMZ  SNZ  6个成员。近日,上海师范大学生命科学学院杨洪全课题组在Plant Physiology上在线发表了题为Photoexcited Cryptochrome 2 interacts directly with TOE1 and TOE2 in flowering regulation的研究论文(https://doi.org/10.1104/pp.20.00486)

在该项研究中,通过酵母双杂交筛选,获得了一个新的CRY1互作蛋白TOE1,在此基础上检测了CRY1TOE2,以及CRY2在酵母中也能与TOE1TOE2互作。通过split-LUC、蛋白共定位和免疫共沉淀等蛋白相互作用验证手段,发现CRY1CRY2分别与TOE1TOE2发生依赖于蓝光的直接互作。通过构建cry1 cry2 toe1 toe2四突变体进行遗传关系分析,发现TOE1TOE2部分地位于CRY1CRY2的下游调控开花时间。通过pull-downsplit-LUC和免疫共沉淀等方法,发现CRY2TOE1TOE2的互作可以促进TOE1TOE2CO的解离,减弱TOE1TOE2CO转录激活活性的抑制,从而促进COFT的转录。通过EMSAChIP-PCR分析,阐明CRY2能直接抑制TOE1FT上调控元件Block E的结合。这些结果表明,TOE1 TOE2作为新的CRY2的下游元件,一方面通过调控CO的转录活性来调控FT的转录,另一方面可能直接与FT结合来调控其转录,从而精细地介导CRY2对光周期开花的调控。

蓝光信号通过CRY2TOE蛋白互作来调控开花时间的模式

  

该研究工作的第一作者为复旦大学博士生杜沙沙,上海师范大学的茅志磊博士为共同资深作者。该工作得到了科技部和国家自然科学基金委的资助。