Sinar ultraviolet UV-B adalah molekul sinyal penting, yang memainkan peran pengaturan utama dalam pertumbuhan, metabolisme dan perkembangan tanaman hijau, seperti mengatur fotomorfgenesis (menghambat elongasi tanaman, mempromosikan pembukaan kotiledon, mempromosikan flavonoid dan akumulasi cyanine elemen untuk mencegah stres, dll.). Dalam proses tanaman menaklukkan tanah, mereka secara bertahap mengembangkan jalur kompleks untuk merasakan dan mentransmisikan sinyal UV-B. UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) saat ini dikenal sebagai satu-satunya fotoreseptor pada tanaman hijau yang dapat merasakan radiasi UV-B dan mengirimkan sinyal UV-B. Ini dapat menyelesaikan serangkaian proses respons UV-B dengan berinteraksi dengan faktor transkripsi hilir. . Namun demikian, orang masih memiliki kontroversi tentang asal-usul dan sejarah evolusi jalur pensinyalan UV-B uvr8 yang dimediasi pada tanaman.
Beberapa hari yang lalu, tim Profesor Zhong Bojian dari Nanjing Normal University menerbitkan makalah penelitian online berjudul Origin and adaptive evolution of UV RESISTANCE LOCUS 8-mediated signaling selama terestrialisasi tanaman dalam Fisiologi Tanaman, yang secara sistematis menjelaskan asal-usul dan sejarah Evolusi. Studi ini mengklarifikasi kelompok asal jalur pensinyalan UV-B yang berbeda pada tanaman, dan mengungkapkan bahwa tanaman hijau secara bertahap mengembangkan jalur pensinyalan UV-B yang berbeda untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan UV-B di tanah.
Para peneliti pertama kali menggunakan metode genomik komparatif dan filogenetik untuk menganalisis elemen inti dari jalur pensinyalan UV-B dalam 79 genom tanaman yang representatif, dan menemukan bahwa reseptor UV-B UVR8 menyajikan sejarah evolusi yang sangat konservatif. Faktor regulasi negatif hilir dan faktor transkripsi menyajikan jalur evolusi yang berbeda dari tanaman hijau. Jalur pensinyalan UVR8-COP1 / SPA-HY5-RUP klasik pada tanaman berasal dari ganggang hijau. Asal-usul jalur pensinyalan ini memberi tanaman hijau kemampuan untuk merespons radiasi UV-B. Analisis filogenetik menunjukkan bahwa unsur-unsur seperti BES1 / BIM1, WRKY36, MYB73 / MYB77 dan PIFs berasal dari chara, dan MYB13 berasal dari kelompok leluhur angiosperma.
Studi ini juga menemukan bukti yang terkait dengan adaptasi tanaman dengan lingkungan UV-B yang kuat di darat dalam kelompok seperti ganggang hijau, chara, dan lumut, termasuk sinyal seleksi positif di UVR8 dan RUPs dan peningkatan jumlah salinan faktor transkripsi hilir. Selain itu, penggunaan eksperimen interaksi protein menemukan bahwa UVR8 berinteraksi dengan BIM1, WRKY36, MYB73 / MYB77 pada liverwort tanaman darat awal, yang selanjutnya mendukung UVR8-BES1 / BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 dan UVR8-MYB73 / MYB77. Jalur sinyal UV-B yang dipandu berasal dari tanaman darat awal. Faktor transkripsi seperti BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 dan PIFs adalah elemen pengatur utama dari jalur pensinyalan hormon. Penelitian telah menunjukkan bahwa pembentukan jalur pensinyalan uvr8 yang dimediasi ini memberikan dasar untuk hubungan antara sinyal UV-B dan hormon endogen tanaman.
Singkatnya, dalam proses terestrialisasi tanaman, jalur sinyal UVR8-COP1 / SPA-HY5-RUP klasik telah mengalami perubahan adaptif, yang mempromosikan tanaman hijau untuk melakukan transduksi sinyal UV-B di lingkungan UV-B yang kuat di terestrial. Respon fisiologis. Pada saat yang sama, tanaman hijau juga telah mengembangkan transduksi sinyal UV-B yang terdiversifikasi dan mekanisme interaksi dengan hormon endogen tanaman, memperluas jalur transduksi sinyal UV-B mereka, dan menyediakannya untuk beradaptasi dengan lingkungan radiasi UV-B yang berubah di darat. Dasar. Sistem penelitian ini mengungkapkan asal-usul dan sejarah evolusi komponen inti transduksi sinyal UV-B tanaman, dan memberikan referensi teoritis untuk pemahaman mendalam tentang mekanisme molekuler tanaman yang beradaptasi dengan stres UV-B.
Dr. Zhang Zhenhua dari School of Life Sciences, Nanjing Normal University adalah penulis pertama, dan Profesor Zhong Bojian adalah penulis yang sesuai. Kandidat doktor Shi Chen dan Liu Hongtao dari Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, berpartisipasi dalam pekerjaan penelitian. Penelitian ini didanai oleh National Natural Science Foundation of China dan Biological Advantages of Jiangsu Province.
