浙大园艺系周艳虹组：番茄光抑制和光保护作用的光信号依赖性调控

　　

低温是影响植物生产力和地理分布的主要因素。热带和亚热带植物因缺乏冷适应能力而对寒冷比较敏感。许多重要的经济物种，如玉米、大米和西红柿等，无法长期存活在低于12°C的温度下。除了冷害敏感性的种间差异之外，特定物种对低生长温度的耐受性在不同器官和不同发育阶段会产生差异。在树冠内，上部能接触到阳光的叶子通常比处于阴影部位的叶子表现出更高的冷害敏感性。然而，关于造成耐冷性空间差异的机制知之甚少。

本研究利用RNA-Seq技术鉴定了番茄在光抑制和光保护过程中的的光信号依赖性调控通路，并分析了phyA依赖的HY5-ABI5-RBOH1信号通路在缓解冷诱导的光抑制及光保护中的作用。

本研究结果显示在番茄植株的阴影叶中低红/远红（L- R / FR）比例的光照条件可以显著缓解PSII和PSI光抑制。这种保护行为伴随着一种光敏色素A（phyA）依赖性LONG HYPOCOTYL 5（HY5）的诱导。HY5与ABA INSENSITIVE 5（ABI5）的启动子结合，触发质外体中呼吸爆发氧化酶同源基因1 (RBOH1)依赖性H2O2产生。 HY5，ABI5和RBOH1转录物水平的降低增加了冷诱导的光抑制，并且消除了L-R / FR诱导的光抑制的缓解。L-R / FR光照引起叶绿素a荧光的非光化学猝灭（NPQ），并增加PSI周围Foyer-Halliwell-Asada循环酶活性和循环电子通量（CEF）。与此相反，HY5，ABI5和RBOH1转录水平的下降则消除了L-R / FR对光保护的积极作用。质子梯度调控蛋白（PGR5）依赖性CEF的缺失导致光抑制增加并且减弱L-R / FR-依赖性NPQ。

这些数据表明，HY5是光和冷响应途径之间相互交叉的重要枢纽，其整合了ABA和活性氧物质信号，从而通过增强诱导阴影叶片中的光保护来减弱光抑制。

 
图 HY5通过结合ABI5的启动子来调节ABI5的转录水平

参考文献
Wang F, Wu N, Zhang L, et al. Light Signaling-dependent Regulation of Photoinhibition and Photoprotection in Tomato[J]. Plant Physiol. 2017:pp.01143.2017.

本研究中转录组测序服务由联川生物提供

联川生物为研究人员提供一站式研究解决方案

获取更多用户研究案例，请访问www.lc-bio.com或拨打咨询热线0571-87662413
 
关于联川生物
联川生物成立于2006年，经过多年的快速发展，已成为业界领先的多组学技术服务商。公司拥有具有自主知识产权的µParaflo®微流体定制化芯片平台，可以为科研用户提供从基因组，转录组，到蛋白组的高通量定制化表达谱芯片解决方案。我们是全球首家提供microRNA表达谱芯片分析的服务商。作为国内最早提供高通量测序技术服务的公司之一，联川生物拥有经验丰富的技术团队和一流的生物信息学专家组，可以为研究人员提供多组学测序服务和深度个性化数据分析解决方案。为满足研究人员跨组学高通量研究需求，联川生物已将蛋白质组定量分析引入技术服务线，为用户提供贯穿中心法则的全程解决方案。多年来，联川生物一直与国内的科研团队保持着长期紧密的合作，助力科研人员在生物、医学、和农林领域的科学发现。全球科研用户使用联川生物的优质科研服务和高质量组学实验数据已发表了逾1200篇高水平研究论文，其中已在Cell，Nature，Science系列顶级期刊上发表论文30余篇。