Το υπεριώδες φως UV-B είναι ένα σημαντικό μόριο σήματος, το οποίο διαδραματίζει βασικό ρυθμιστικό ρόλο στην ανάπτυξη, το μεταβολισμό και την ανάπτυξη πράσινων φυτών, όπως η ρύθμιση της φωτομορφογένεσης (αναστολή της επιμήκυνσης των φυτών, προώθηση του ανοίγματος του cotyledon, προώθηση φλαβονοειδών και συσσώρευση κυανίνης στοιχείων για την πρόληψη του στρες κ.λπ.). Κατά τη διαδικασία των φυτών που κατακτούν τη γη, έχουν αναπτύξει σταδιακά πολύπλοκα μονοπάτια για την ανίχνευση και τη μετάδοση σημάτων UV-B. Το UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) είναι σήμερα γνωστό ως ο μόνος φωτοϋποδοχέας σε πράσινα φυτά που μπορεί να αισθανθεί την ακτινοβολία UV-B και να μεταδώσει σήματα UV-B. Μπορεί να ολοκληρώσει μια σειρά διαδικασιών απόκρισης UV-B αλληλεπιδρώντας με παράγοντες μεταγραφής επόμενου σταδίου. . Παρ 'όλα αυτά, οι άνθρωποι εξακολουθούν να έχουν διαμάχη σχετικά με την προέλευση και την ιστορία εξέλιξης του UVR8-mediad UV-B σηματοδοτώντας μονοπάτια στα φυτά.
Πριν από λίγες ημέρες, η ομάδα του καθηγητή Zhong Bojian από το Κανονικό Πανεπιστήμιο Nanjing δημοσίευσε μια διαδικτυακή ερευνητική εργασία με τίτλο Origin και προσαρμοστική εξέλιξη της uv resistance LOCUS 8-mediaed σηματοδότησης κατά τη διάρκεια της φυτογενετικότητας στη Φυσιολογία των Φυτών, η οποία εξήγησε συστηματικά την προέλευση και την ιστορία της εξέλιξης. Η μελέτη διευκρίνισε τις ομάδες προέλευσης διαφορετικών οδών σηματοδότησης UV-B στα φυτά και αποκάλυψε ότι τα πράσινα φυτά εξελίχθηκαν σταδιακά διαφορετικές οδούς σηματοδότησης UV-B για να προσαρμοστούν στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον UV-B της γης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά συγκριτικές γονιδιωματικές και φυλογενετικές μεθόδους για να αναλύσουν τα βασικά στοιχεία του μονοπατιού σηματοδότησης UV-B σε 79 αντιπροσωπευτικά γονιδιώματα φυτών και διαπίστωσαν ότι ο υποδοχέας UVR8 uv-B παρουσιάζει μια πολύ συντηρητική εξελικτική ιστορία. Οι κατάντη αρνητικοί ρυθμιστικοί παράγοντες και οι παράγοντες μεταγραφής παρουσιάζουν μια διαφορετική εξελικτική πορεία από εκείνη των πράσινων φυτών. Το κλασικό μονοπάτι σηματοδότησης UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP στα φυτά προήλθε από πράσινα φύκια. Η προέλευση αυτού του μονοπατιού σηματοδότησης δίνει στα πράσινα φυτά την ικανότητα να ανταποκρίνονται στην ακτινοβολία UV-B. Η φυλογενετική ανάλυση έδειξε ότι στοιχεία όπως bes1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 και PIFs προήλθαν από chara, και MYB13 προήλθε από την ομάδα προγόνων αγγειοσπερμικών.
Η μελέτη βρήκε επίσης στοιχεία που σχετίζονται με την προσαρμογή των φυτών στο ισχυρό περιβάλλον UV-B στην ξηρά σε ομάδες όπως πράσινα φύκια, τσάρα και βρύα, συμπεριλαμβανομένων θετικών σημάτων επιλογής σε UVR8 και RUPs και αύξηση του αριθμού αντιγράφων των κατάντη παραγόντων μεταγραφής. Επιπλέον, η χρήση πειραμάτων αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών διαπίστωσε ότι το UVR8 αλληλεπιδρά με bim1, WRKY36, MYB73/MYB77 στην πρώιμη ξηρά φυτό liverwort, το οποίο υποστηρίζει περαιτέρω UVR8-BES1/BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 και UVR8-MYB73/MYB77. Το καθοδηγούμενο μονοπάτι σήματος UV-B προήλθε από πρώιμα χερσαία φυτά. Παράγοντες μεταγραφής όπως BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 και PIFs είναι βασικά ρυθμιστικά στοιχεία της πορείας σηματοδότησης ορμονών. Μελέτες έχουν δείξει ότι η καθιέρωση αυτών των οδών σηματοδότησης με τη μεσολάβηση uvr8 παρέχει τη βάση για τη σύνδεση μεταξύ της σηματοδότησης UV-B και των φυτικών ενδογενών ορμονών.
Συνοψίζοντας, κατά τη διαδικασία της αποπολιτικοποίησης των φυτών, η κλασική διαδρομή σήματος UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP έχει υποστεί προσαρμοστικές αλλαγές, οι οποίες προωθούν πράσινα φυτά για τη διεξαγωγή μεταγωγής σήματος UV-B στο χερσαίο ισχυρό περιβάλλον UV-B. Φυσιολογική αντίδραση. Ταυτόχρονα, τα πράσινα φυτά έχουν επίσης αναπτύξει διαφοροποιημένους μηχανισμούς μεταγωγής σήματος UV-B και αλληλεπίδρασης με φυτικές ενδογενείς ορμόνες, επεκτείνοντας τις οδούς μεταγωγής σήματος UV-B και παρέχοντάς τους να προσαρμοστούν στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον ακτινοβολίας UV-B στην ξηρά. Βάση. Αυτό το ερευνητικό σύστημα αποκαλύπτει την προέλευση και την ιστορία εξέλιξης των βασικών συστατικών της μεταγωγής σήματος UV-B των φυτών και παρέχει μια θεωρητική αναφορά για την εις βάθος κατανόηση των μοριακών μηχανισμών των φυτών που προσαρμόζονται στο στρες UV-B.
Ο Δρ Zhang Zhenhua από τη Σχολή Επιστημών της Ζωής, Nanjing Κανονικό Πανεπιστήμιο είναι ο πρώτος συγγραφέας, και ο καθηγητής Zhong Bojian είναι ο αντίστοιχος συγγραφέας. Οι υποψήφιοι διδάκτορες Shi Chen και Liu Hongtao από το Ινστιτούτο Φυσιολογίας και Οικολογίας φυτών, Ινστιτούτα Βιολογικών Επιστημών της Σαγκάης, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, συμμετείχαν στις ερευνητικές εργασίες. Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας και τα Βιολογικά Πλεονεκτήματα της επαρχίας Jiangsu.
