Ультрафіолетове світло UV-B є важливою сигнальною молекулою, яка відіграє ключову регуляторну роль у зростанні, метаболізмі та розвитку зелених рослин, таких як регулювання фотоморфогенезу (гальмування подовження рослин, сприяння відкриттю сім'ядолдону, сприяння флавоноїдам та ціаніну Накопичення елементів для запобігання стресу тощо). У процесі підкорення рослин на землі, вони поступово розвинули складні шляхи для зондування і передачі УФ-В сигналів. UVR8 (UV-стійкість LOCUS 8) в даний час відомий як єдиний фоторецептор на зелених рослинах, які можуть відчувати ультрафіолетове випромінювання B і передавати сигнали УФ-В. Він може завершити ряд процесів реагування UV-B, взаємодіючи з факторами транскрипції вниз за течією. . Тим не менш, люди все ще сперечаються про походження та історію еволюції сигнального шляху UVR8 UV-B на рослинах.
Кілька днів тому команда професора Чжун Боцзяня з Нанкінського нормального університету опублікувала онлайн-дослідницьку роботу під назвою «Походження та адаптивна еволюція ультрафіолетового опору LOCUS 8-опосередкованої сигналізації під час висадження рослин у фізіології рослин», яка систематично пояснювала походження та історію еволюції. Дослідження роз'яснило групи походження різних сигнальних шляхів УФ-В у рослин і показало, що зелені рослини поступово розвивали різні сигнальні шляхи UV-B, щоб адаптуватися до мінливого середовища УФ-В землі.
Дослідники вперше використовували порівняльну геноміку і філогенетичні методи для аналізу основних елементів сигнального шляху UV-B в 79 репрезентативних геномах рослин, і виявили, що УФ-B-рецептор UVR8 представляє дуже консервативну еволюційну історію. Негативні регуляторні фактори та фактори транскрипції нижче за течією представляють інший еволюційний курс, ніж у зелених рослин. Класичний сигнальний шлях UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP у рослин походить від зелених водоростей. Походження цього сигнального шляху дає зеленим рослинам можливість реагувати на УФ-В випромінювання. Філогенетичний аналіз показав, що такі елементи, як BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 і PIFs, походять з chara, а MYB13 походять з групи предків покритонасінних.
Дослідження також виявило докази, пов'язані з адаптацією рослин до сильного середовища УФ-В на суші в таких групах, як зелені водорості, хара і мох, включаючи позитивні сигнали відбору в UVR8 і RUPs і збільшення кількості копій факторів транскрипції вниз за течією. Крім того, використання експериментів з білкової взаємодії показало, що UVR8 взаємодіє з BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 на ранній землі печінки рослини, яка в подальшому підтримує UVR8-BES1/BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 і UVR8-MYB73/MYB77. Керований сигнальний шлях UV-B походить від ранніх наземних рослин. Фактори транскрипції, такі як BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 та PIFs, є ключовими регуляторними елементами сигнального шляху гормонів. Дослідження показали, що встановлення цих сигнальних шляхів, опосередкованих UVR8, є основою для зв'язку між сигналізацією УФ-В і ендогенними гормонами рослин.
Підводячи підсумок, в процесі викорінення рослин класичний сигнальний шлях UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP зазнав адаптивних змін, що сприяє зеленим рослинам для проведення трансдукції сигналу УФ-В в наземному сильному середовищі УФ-В. Фізіологічна реакція. У той же час зелені рослини також розвинули диверсифіковані механізми трансдукції сигналу UV-B і взаємодії з ендогенними гормонами рослин, розширюючи свої шляхи трансдукції сигналу УФ-В і надаючи їм можливість адаптуватися до мінливого ультрафіолетового радіаційного середовища на суші. База. Ця дослідницька система розкриває історію походження та еволюції основних компонентів трансдукції сигналу UV-B рослини та забезпечує теоретичне посилання для глибокого розуміння молекулярних механізмів рослин, що адаптуються до напруги УФ-В.
Доктор Чжан Чженхуа зі Школи наук про життя, Нанкінський нормальний університет є першим автором, а професор Чжун Боцзян є відповідним автором. У науково-дослідній роботі брали участь докторанти Ши Чень і Лю Хунтао з Інституту фізіології та екології рослин, Шанхайського інституту біологічних наук, Китайської академії наук. Це дослідження фінансувалося Національним фондом природничих наук Китаю та біологічними перевагами провінції Цзянсу.
