我國(guó)學(xué)者在高等植物藍(lán)光受體作用機(jī)理和功能研究方面取得新進(jìn)展 http://www.biotech.org.cn/news/news/show.php?id=26918
今年五月，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所楊洪全研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組利用模式生物擬南芥植物對(duì)藍(lán)光受體隱花色素進(jìn)行的研究成果發(fā)表在植物學(xué)權(quán)威雜志The Plant Cell上（該雜志2004年的影響因子為11）,。不久之后,，該課題組關(guān)于藍(lán)光受體的另一科研成果以封面文章形式發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》（PNAS，該雜志2004年影響因子為10）,。
對(duì)于學(xué)生物的人來(lái)說(shuō)光合作用是必修的一課,，講得簡(jiǎn)單點(diǎn)：植物利用光能將二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物并釋放揚(yáng)起的過(guò)程，講的復(fù)雜點(diǎn)呢就要提兩個(gè)光反應(yīng)系統(tǒng),，愛(ài)默生增益效應(yīng)等等,。記得當(dāng)年筆者學(xué)植物生理的時(shí)候可是把電子傳遞、類囊體結(jié)構(gòu)等背得滾瓜爛熟,，雖然最后成績(jī)并不理想,，但自認(rèn)為學(xué)到不少東西。光陰似箭,，歲月如梭,，如今這些知識(shí)都還給老師了。如果你對(duì)藍(lán)光受體這個(gè)概念感到模糊的話,，先看看生物通的小講堂吧,。
發(fā)表在8月23日PNAS封面文章的題目是《擬南芥隱花色素與COP1蛋白在調(diào)節(jié)氣孔開放中的作用》A role for Arabidopsis cryptochromes and COP1 in the regulation of stomatal opening。氣孔對(duì)于調(diào)節(jié)植物的光合作用和蒸騰作用是十分重要的，而調(diào)節(jié)氣孔的因素有光,、溫度,、二氧化碳、風(fēng)等,，其中光對(duì)于氣孔的調(diào)節(jié)其主要作用,。在黑暗條件下氣孔關(guān)閉，見(jiàn)光后開放,。藍(lán)光被證明是調(diào)控氣孔開放最為有效的光質(zhì),。
像上面提到的，藍(lán)光受體除了有隱花色素（CRY）這一類外還有向光素（PHOT）,。過(guò)去有研究表明向光素（PHOT1,、PHOT2）可以作為藍(lán)光刺激后的作用受體，調(diào)節(jié)氣孔的開放,。而在這篇文章中研究人員發(fā)現(xiàn)在擬南芥植物中CRY可以通過(guò)引起下級(jí)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子COP1來(lái)調(diào)節(jié)氣孔的開放,。
研究人員構(gòu)建了一系列的突變體，其中cry1 cry2 的雙突變體使植物減弱對(duì)藍(lán)光的反應(yīng),；而過(guò)量表達(dá)的CRY1植物則表現(xiàn)出對(duì)藍(lán)光的超敏性,。另外，phot1 phot2 的突變體可以對(duì)藍(lán)光產(chǎn)生氣孔打開的反應(yīng),，但是cry1 cry2 phot1 phot2 四突變體就很難對(duì)藍(lán)光產(chǎn)生反應(yīng)了,。通過(guò)構(gòu)建cry1 cry2 phot1 phot2 四突變體和phot1 phot2 cry1-ovx 三突變體,證明了CRY和PHOT共同完成對(duì)氣孔開放的調(diào)節(jié)。
cop1單個(gè)基因的突變會(huì)使植物即使在黑夜中也頑固的打開氣孔,，即缺乏這個(gè)基因的植物會(huì)表現(xiàn)出組成型氣孔開放,，使它的抗旱能力大大下降。同時(shí),，cry1,、cry2、cop1和phot1,、phot2,、cop1的三突變體在藍(lán)光下可以像cop1單突變體那樣將氣孔張開，并且張開程度也相當(dāng)相似,，都是完全張開,。因此COP1作為一種氣孔開發(fā)的抑制子極可能作為CRY和PHOY信號(hào)通路中的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子起作用。
