La luz ultravioleta UV-B es una molécula de señal importante, que desempeña un papel regulador clave en el crecimiento, metabolismo y desarrollo de las plantas verdes, como la regulación de la fotomorfogénesis (inhibiendo el alargamiento de las plantas, promoviendo la apertura del cotiledón, promoviendo los flavonoides y la cianina Acumulación de elementos para prevenir el estrés, etc.). En el proceso de conquista de la tierra, las plantas han desarrollado gradualmente vías complejas para detectar y transmitir señales UV-B. UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) se conoce actualmente como el único fotorreceptor en plantas verdes que puede detectar la radiación UV-B y transmitir señales UV-B. Puede completar una serie de procesos de respuesta UV-B al interactuar con factores de transcripción posteriores. . Sin embargo, la gente todavía tiene controversia sobre el origen y la historia de la evolución de la vía de señalización UV-B mediada por UVR8 en las plantas.
Hace unos días, el equipo del profesor Zhong Bojian de la Universidad Normal de Nanjing publicó un artículo de investigación en línea titulado Origen y evolución adaptativa de la señalización mediada por LOCUS 8 de RESISTENCIA UV durante la terrestrialización de plantas en Fisiología Vegetal, que explica sistemáticamente el origen y la historia de la evolución. El estudio aclaró los grupos de origen de diferentes vías de señalización UV-B en las plantas, y reveló que las plantas verdes evolucionaron gradualmente diferentes vías de señalización UV-B para adaptarse al entorno cambiante UV-B de la tierra.
Los investigadores utilizaron por primera vez la genómica comparativa y los métodos filogenéticos para analizar los elementos centrales de la vía de señalización UV-B en 79 genomas de plantas representativas, y encontraron que el receptor UV-B UVR8 presenta una historia evolutiva muy conservadora. Los factores reguladores negativos aguas abajo y los factores de transcripción presentan un curso evolutivo diferente al de las plantas verdes. La vía de señalización clásica UVR8-COP1 / SPA-HY5-RUP en plantas se originó a partir de algas verdes. El origen de esta vía de señalización da a las plantas verdes la capacidad de responder a la radiación UV-B. El análisis filogenético mostró que elementos como BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 y PIFs se originaron a partir de chara, y MYB13 se originaron a partir del grupo de ancestros de angiospermas.
El estudio también encontró evidencia relacionada con la adaptación de las plantas al fuerte ambiente UV-B en tierra en grupos como algas verdes, chara y musgo, incluidas las señales de selección positivas en UVR8 y RUP y un aumento en el número de copias de factores de transcripción aguas abajo. Además, el uso de experimentos de interacción de proteínas encontró que UVR8 interactúa con BIM1, WRKY36, MYB73 / MYB77 en la hepática de plantas terrestres tempranas, que es compatible con UVR8-BES1 / BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 y UVR8-MYB73 / MYB77. La vía de señal UV-B guiada se originó a partir de las primeras plantas terrestres. Los factores de transcripción como BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 y LOS FI son elementos reguladores clave de la vía de señalización hormonal. Los estudios han demostrado que el establecimiento de estas vías de señalización mediadas por UVR8 proporciona la base para la conexión entre la señalización UV-B y las hormonas endógenas de las plantas.
En resumen, en el proceso de terrestrialización de las plantas, la vía de señal clásica UVR8-COP1 / SPA-HY5-RUP ha sufrido cambios adaptativos, lo que promueve que las plantas verdes realicen la transducción de señales UV-B en el entorno terrestre fuerte UV-B. Respuesta fisiológica. Al mismo tiempo, las plantas verdes también han desarrollado mecanismos diversificados de transducción e interacción de señales UV-B con hormonas endógenas de plantas, expandiendo sus vías de transducción de señales UV-B y proporcionándolas para adaptarse al entorno cambiante de radiación UV-B en tierra. Base. Este sistema de investigación revela el origen y la historia de evolución de los componentes centrales de la transducción de señales UV-B de las plantas, y proporciona una referencia teórica para una comprensión profunda de los mecanismos moleculares de las plantas que se adaptan al estrés UV-B.
El Dr. Zhang Zhenhua de la Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad Normal de Nanjing es el primer autor, y el profesor Zhong Bojian es el autor correspondiente. Los candidatos doctorales Shi Chen y Liu Hongtao del Instituto de Fisiología Vegetal y Ecología, Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai, Academia China de Ciencias, participaron en el trabajo de investigación. Esta investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y las Ventajas Biológicas de la Provincia de Jiangsu.
