Ultraviolettes Licht UV-B ist ein wichtiges Signalmolekül, das eine entscheidende regulatorische Rolle im Wachstum, Stoffwechsel und der Entwicklung grüner Pflanzen spielt, wie z. B. die Regulierung der Photomorphogenese (Hemmung der Pflanzendehnung, Förderung der Keimblattöffnung, Förderung der Flavonoide und der Cyanin-Anreicherung). von Elementen zur Vermeidung von Stress usw.). Während Pflanzen das Land erobern, haben sie nach und nach komplexe Wege entwickelt, um UV-B-Signale zu erfassen und zu übertragen. UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) ist derzeit als der einzige Photorezeptor in grünen Pflanzen bekannt, der UV-B-Strahlung wahrnehmen und UV-B-Signale übertragen kann. Es kann eine Reihe von UV-B-Reaktionsprozessen abschließen, indem es mit nachgeschalteten Transkriptionsfaktoren interagiert. . Dennoch gibt es immer noch Kontroversen über den Ursprung und die Evolutionsgeschichte des UVR8--vermittelten UV-B-Signalwegs in Pflanzen.
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.
Die Forscher verwendeten zunächst vergleichende genomische und phylogenetische Methoden, um die Kernelemente des UV-B-Signalwegs in 79 repräsentativen Pflanzengenomen zu analysieren, und stellten fest, dass der UV-B-Rezeptor UVR8 eine sehr konservative Evolutionsgeschichte aufweist . Die nachgeschalteten negativen Regulationsfaktoren und Transkriptionsfaktoren weisen einen anderen Evolutionsverlauf auf als grüne Pflanzen. Der klassische UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP-Signalweg in Pflanzen stammt von Grünalgen. Der Ursprung dieses Signalwegs verleiht grünen Pflanzen die Fähigkeit, auf UV-B-Strahlung zu reagieren. Die phylogenetische Analyse zeigte, dass Elemente wie BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 und PIFs aus Chara stammen und MYB13 aus der Angiospermen-Vorfahrengruppe stammt.
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.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass im Prozess der Pflanzenterrestrialisierung der klassische UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP-Signalweg adaptive Veränderungen erfahren hat, die grüne Pflanzen dazu anregen, UV zu leiten{{ 6}}B-Signaltransduktion in der terrestrischen Umgebung mit starkem UV-B. Physiologische Reaktion. Gleichzeitig haben grüne Pflanzen auch diversifizierte UV-B-Signaltransduktions- und Interaktionsmechanismen mit pflanzeneigenen Hormonen entwickelt, die ihre UV-B-Signaltransduktionswege erweitern und ihnen die Möglichkeit geben, sich an die sich ändernde UV-Strahlung anzupassen -B-Strahlungsumgebung an Land. Base. Dieses Forschungssystem enthüllt den Ursprung und die Evolutionsgeschichte der Kernkomponenten der pflanzlichen UV-B-Signalübertragung und bietet eine theoretische Referenz für ein tiefes Verständnis der molekularen Mechanismen von Pflanzen, die sich an UV-B-Stress anpassen.
Dr. Zhang Zhenhua von der School of Life Sciences der Nanjing Normal University ist der Erstautor und Professor Zhong Bojian ist der korrespondierende Autor. An der Forschungsarbeit waren die Doktoranden Shi Chen und Liu Hongtao vom Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, beteiligt. Diese Forschung wurde von der National Natural Science Foundation of China und den Biological Advantages of Jiangsu Province finanziert.
