2023年2月1日，國際學術(shù)期刊 The Plant Cell 在線發(fā)表了中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心劉宏濤研究組題為 “Green means go: Green light promotes hypocotyl elongation via Brassinoteroid signaling” 的研究論文，研究揭示了綠光在調(diào)控植物發(fā)育中的功能，并發(fā)現(xiàn)綠光通過調(diào)控內(nèi)源激素油菜素甾醇信號通路而調(diào)控植物發(fā)育。

研究背景

綠光占可見光能量的一半以上。植物令人愉悅的綠色是由其對綠光的反射造成的。并可能給人一種印象，即綠光對植物來說無足輕重。研究表明，盡管綠葉比紅光或藍光反射更多的綠光，但綠葉仍吸收約10-50%的綠光。之前有研究報道綠光參與調(diào)節(jié)高等綠色植物的生長和發(fā)育，但其中一些結(jié)果相互矛盾，有研究認為綠光和紅光、藍光、遠紅光一樣抑制伸長，也有研究認為綠光能促進伸長。綠光如何調(diào)節(jié)植物生長、為什么之前不同研究獲得完全相反的結(jié)果，這些都未知。

植物通過不同的光受體感知光調(diào)控生長發(fā)育

研究內(nèi)容

商用綠色LED光源都會發(fā)出少量藍光或紅光。劉宏濤研究組結(jié)合濾光片制作出不含有紅光或藍光的純綠光光源，發(fā)現(xiàn)與藍光、紅光、遠紅光或UV-B光抑制下胚軸伸長不同，綠光促進而不是抑制擬南芥和其他多種植物的下胚軸伸長。進一步的研究發(fā)現(xiàn)植物目前已知的光受體光敏素、隱花素、向光素等都不能作為綠光受體介導(dǎo)綠光促進下胚軸伸長，暗示有新的光受體存在并介導(dǎo)綠光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。該研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源激素油菜素甾醇信號通路參與綠光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。BES1是油菜素甾醇信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，綠光能促進BES1的DNA結(jié)合活性，從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄以促進下胚軸伸長。這些結(jié)果表明，綠光作為重要的環(huán)境信號促進下胚軸伸長。被其他植物遮擋的植物感受到的紅光和藍光大大減少，而綠光較多（上層葉片吸收較多紅光和藍光，而綠光較少），綠光可作為遮蔭信號，促進伸長，使植物能夠適應(yīng)遮蔭環(huán)境。

綠光促進植物下胚軸伸長

相關(guān)信息

中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心助理研究員郝宇涵博士為論文第一作者，分子植物科學卓越創(chuàng)新中心劉宏濤研究員為通訊作者。本項研究得到了國家自然科學基金委員會、中國科學院等項目的資助。

劉宏濤 研究員