CML20整合光敏色素和钙信号通路以优化非生物胁迫下的种子萌发

《Nature Communications》：CML20 integrates phytochrome and calcium signaling pathways to optimize seed germination under abiotic stress

　　

摘要

植物整合多种环境信号来决定种子萌发的时机。光主要通过光受体光敏色素B（phyB）促进萌发，它能消除转录因子光敏色素互作因子1（PIF1）的作用。相反，非生物胁迫通常升高胞质Ca²⁺并抑制萌发。然而，胁迫条件下萌发时光信号和钙信号的协调机制仍不清楚。本研究证明，盐胁迫和渗透胁迫迅速增加萌发种子中的胞质Ca²⁺，且钙传感器钙调素样蛋白20（CML20）对萌发耐受这些胁迫至关重要。CML20以Ca²⁺依赖的方式与PIF1直接相互作用，抑制PIF1的自缔合、寡聚化和DNA结合能力。此外，phyB与CML20和PIF1独立相互作用，促进CML20-PIF1复合物组装，进一步降低PIF1的转录活性。遗传分析表明PIF1在CML20下游发挥作用，且CML20与phyB在同一通路中运作。总之，本研究揭示了phyB-CML20-PIF1模块，提供了在胁迫条件下优化种子萌发的快速、可逆且非蛋白水解机制。