植物光敏色素B如何在不同光照条件下调控PIF以激活光响应？
植物光敏色素B如何在不同光照条件下调控PIF以激活光响应？
在植物中，光敏色素（phytochrome, phy）在调控种子萌发、幼苗光形态建成、避荫以及叶片衰老等光响应过程中具有重要作用。 目前，有多种光敏色素已被鉴定，在拟南芥中有phyA—phyE；在水稻中有phyA—phyC。phy可通过与光敏色素作用因子（PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS，PIFs）互作调控下游靶基因的表达，从而调控植物的光响应。研究发现，phy抑制PIFs的功能可以通过两种方式，一是PIFs降解（degradation），即通过光诱导的磷酸化作用和泛素蛋白酶系统使PIFs迅速降解；二是隔离PIFs（sequestration），即phy阻止PIFs与靶基因启动子结合。
近日，Plant Cell在线发表了一篇题为“Phytochrome B Requires PIF Degradation and Sequestration to Induce Light Responses Across a Wide Range of Light Conditions”的研究论文。通过分析phyB两个突变发现，phyB既需要降解PIF的功能又需要阻止PIF结合靶基因的功能才具有在多种不同光照条件下激活光响应的能力。
在该研究中，研究人员首先从拟南芥phyB突变体中鉴定到两种突变体：一种是phyB N末端部分的点突变（phyBG111D），该突变具有正常的降解PIF功能，但导致PIF不能结合靶基因启动子，但是；另一种突变体是phyB C端的点突变和删除突变（phyB990G767R），这个突变体失去了PIF降解功能，但是不影响PIF结合靶基因的功能。研究发现，在持续的红光照射下，phyB990G767R和phyBG111D都具有正常的phyB功能，能诱导光响应。在昼夜循环中，缩短白光照射时间时，phyBG111D比phyB990G767R具有更强的诱导光响应的能力,然而在闪烁光的条件下（模拟自然界中的光斑），phyB990G767R具有更强的激活光响应的能力。进一步研究发现，在黑暗条件下，过量表达PHYBG111D可以延缓植株的衰老，而在闪光条件下，过量表达PHYB990G767R能延缓植株的衰老。
总的来说，在光照时间短而黑暗期较长的条件下，PIF degradation功能起主导作用，延长光响应过程；而在闪烁光的条件下，PIF sequestration的功能更重要。phyB两种功能同时存在时，可以确保植物在不同光照条件下激活相应的光响应过程。
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