光信号是重要的环境因子，它通过光受体介导的信号转导途径来调控植物的种子萌发、光形态建成、气孔开放和发育、开花时间、生物节律等重要生长发育过程。杨洪全课题组先前的工作表明，CRY（CRY1和CRY2）参与介导蓝光诱导气孔开放（Mao et al., 2005, PNAS 102: 12270-12275），同时位于COP1上游介导蓝光信号对气孔发育的促进作用（Kang et al., 2009, Plant Cell 21: 2624-2641），并通过削弱G蛋白β亚基AGB1对气孔发育关键转录因子SPCHLESS（SPCH）的DNA结合能力的抑制作用来平衡光信号与G蛋白信号，促进气孔发育（Cao et al., 2021, J Integr Plant Biol 63: 1967-1981）。但CRY是否能够通过直接调节SPCH来调控气孔发育尚不清楚。

2024年9月10日，上海师范大学杨洪全团队在Plant, Cell & Environment在线发表了题为Photoexcited Cryptochrome 1Interacts With SPCHLESS to Regulate Stomatal Development in Arabidopsis 的研究论文（http://doi.org/10.1111/pce.15123），报道了拟南芥CRY通过与气孔发育关键转录因子SPCH直接相互作用促进气孔发育的分子调控机制。

该研究发现CRY1和SPCH在酵母细胞、体外系统、烟草细胞及拟南芥体内均存在相互作用。半体内Pull-down和免疫共沉淀实验进一步显示CRY1和SPCH的互作具有蓝光依赖性。CRY1完全依赖下游SPCH调控气孔发育相关基因的表达以及气孔发育。此外，该研究发现CRY1可以增强SPCH的DNA结合能力，进而促进其靶基因的表达。这些结果表明，CRY1通过与SPCH蓝光依赖的直接相互作用，增强SPCH的DNA结合活性，促进其下游气孔发育相关基因的表达，进而介导蓝光信号促进气孔发育。

CRY1介导蓝光信号促进植物气孔发育的模型图

黑暗下，CRY处于非活性状态，ICEs被COP1降解，而SPCH的DNA结合结构域被AGB1封闭，因此下游靶基因的表达受到抑制，气孔发育受阻。蓝光下，CRY1通过C端与COP1相互作用，抑制COP1介导的ICEs的降解；通过N端与AGB1相互作用，释放被AGB1封闭的SPCH DNA结合结构域，同时通过与SPCH直接互作进一步促进SPCH的DNA结合能力，激活SPCH下游靶基因，促进气孔发育。

上海师范大学博士生陈丽、已毕业学生曹小莉、硕士生李昱澎为该论文的共同第一作者，青年教师郭彤彤为通讯作者，杨洪全教授为该论文提供了指导和帮助。该工作得到了国家自然科学基金委和上海市重点实验室项目的资助。

供稿：郭彤彤

责任编辑：陈婉娴