Cahaya ultraungu UV-B ialah molekul isyarat penting, yang memainkan peranan pengawalseliaan utama dalam pertumbuhan, metabolisme dan perkembangan tumbuhan hijau, seperti mengawal selia fotomorfogenesis (menghalang pemanjangan tumbuhan, menggalakkan pembukaan kotiledon, menggalakkan Pengumpulan flavonoid dan sianin elemen untuk mengelakkan tekanan, dsb.). Dalam proses tumbuhan menakluki tanah, mereka telah mengembangkan laluan kompleks secara beransur-ansur untuk mengesan dan menghantar isyarat UV-B. UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) kini dikenali sebagai satu-satunya fotoreseptor dalam tumbuhan hijau yang boleh mengesan sinaran UV-B dan menghantar isyarat UV-B. Ia boleh melengkapkan satu siri proses tindak balas UV-B dengan berinteraksi dengan faktor transkripsi hiliran. . Namun begitu, orang ramai masih mempunyai kontroversi tentang asal usul dan sejarah evolusi laluan isyarat UV-B pengantara UVR8-dalam tumbuhan.
A few days ago, Professor Zhong Bojian's team from Nanjing Normal University published an online research paper entitled Origin and adaptive evolution of UV RESISTANCE LOCUS 8-mediated signaling during plant terrestrialization in Plant Physiology, which systematically explained the origin and Evolution history. The study clarified the origin groups of different UV-B signaling pathways in plants, and revealed that green plants gradually evolved different UV-B signaling pathways to adapt to the changing UV-B environment of the land.
Para penyelidik mula-mula menggunakan genomik perbandingan dan kaedah filogenetik untuk menganalisis unsur teras laluan isyarat UV-B dalam 79 genom tumbuhan perwakilan dan mendapati bahawa reseptor UV-B UVR8 membentangkan sejarah evolusi yang sangat konservatif . Faktor pengawalseliaan negatif hiliran dan faktor transkripsi menunjukkan kursus evolusi yang berbeza daripada tumbuhan hijau. Laluan isyarat UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP klasik dalam tumbuhan berasal daripada alga hijau. Asal laluan isyarat ini memberikan tumbuhan hijau keupayaan untuk bertindak balas kepada sinaran UV-B. Analisis filogenetik menunjukkan bahawa unsur-unsur seperti BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 dan PIF berasal daripada chara, dan MYB13 berasal daripada kumpulan nenek moyang angiosperma.
The study also found evidence related to the adaptation of plants to the strong UV-B environment on land in groups such as green algae, chara, and moss, including positive selection signals in UVR8 and RUPs and an increase in the number of copies of downstream transcription factors. In addition, the use of protein interaction experiments found that UVR8 interacts with BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 in early land plant liverwort, which further supports UVR8-BES1/BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 and UVR8-MYB73/MYB77. The guided UV-B signal pathway originated from early land plants. Transcription factors such as BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 and PIFs are key regulatory elements of the hormone signaling pathway. Studies have shown that the establishment of these UVR8-mediated signaling pathways provides the basis for the connection between UV-B signaling and plant endogenous hormones.
Secara ringkasnya, dalam proses pembumian tumbuhan, laluan isyarat UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP klasik telah mengalami perubahan penyesuaian, yang menggalakkan tumbuhan hijau mengalirkan UV{{ 6}}Transduksi isyarat B dalam persekitaran UV yang kuat-B daratan. Tindak balas fisiologi. Pada masa yang sama, tumbuhan hijau juga telah mengembangkan pelbagai mekanisme transduksi dan interaksi isyarat UV-B dengan hormon endogen tumbuhan, mengembangkan laluan transduksi isyarat UV-B mereka dan menyediakannya untuk menyesuaikan diri dengan perubahan UV -Persekitaran sinaran B di darat. Pangkalan. Sistem penyelidikan ini mendedahkan asal usul dan sejarah evolusi komponen teras transduksi isyarat UV{11}}B tumbuhan dan menyediakan rujukan teori untuk pemahaman mendalam tentang mekanisme molekul tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan tegasan UV-B.
Dr Zhang Zhenhua dari Pusat Pengajian Sains Hayat, Universiti Normal Nanjing ialah pengarang pertama, dan Profesor Zhong Bojian ialah pengarang yang sepadan. Calon kedoktoran Shi Chen dan Liu Hongtao dari Institut Fisiologi dan Ekologi Tumbuhan, Institut Sains Biologi Shanghai, Akademi Sains China, mengambil bahagian dalam kerja penyelidikan. Penyelidikan ini dibiayai oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China dan Kelebihan Biologi Wilayah Jiangsu.
