来源：BioArt植物
在拟南芥等自花授粉的植物中，雄蕊的伸长是具有正常育性的必要条件，并会受到生长素响应因子（Auxin Response Factors，ARF）ARF8的调控。研究表明，ARF8可以通过直接激活生长素阻遏因子Aux/IAA19（IAA19）进而影响雄蕊伸长（IAA19负调控雄蕊伸长）。此外，IAA19还可以调节下胚轴的伸长（典型的暗形态建成表型），因此，IAA19是下胚轴响应光信号和生长素信号的关键交叉点【1,2】。
光受体（如光敏色素PHYA-E和隐花色素CRY1-2）主要介导下胚轴的光信号响应，而COP1（CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1）位于光受体的下游，可以通过形成COP1/SUPPRESSOR OF PHYA-105 (SPA) 泛素连接酶并促进转录因子（如HY5及其同源基因HYH等）复合体的降解从而抑制光信号响应【3】。此外，之前研究表明，光受体、COP1以及HY5均可以调控IAA19的表达进而影响下胚轴伸长【4】，但是目前尚不清楚光信号如何调控雄蕊的发育。
近日，意大利罗马大学（Sapienza University of Rome）的Giovanna Serino和Maura Cardarelli等在Plant Journal在线发表了一篇题为Light controls stamen elongation via cryptochromes, phytochromes and COP1 through HY5 and HYH 的研究论文，在拟南芥中揭示了光调控雄蕊伸长的分子机制。
基于COP1对光调控的下胚轴发育的抑制作用，该研究首先分析了COP1在雄蕊发育中的作用。该研究发现，COP1在花发育后期通过直接靶向HY5和HYH诱导花丝细胞膨胀，从而促进雄蕊伸长。这表明在雄蕊的发育过程中，COP1作用于HY5的上游。此外，该研究表明，IAA19也作用于COP1的下游，并且受到HY5的直接抑制。这表明雄蕊发育过程中IAA19的调节模式与下胚轴伸长一样，均受到COP1-HY5模块的调控，COP1通过负调控HY5和HYH并抵消它们对IAA19的抑制作用而促进雄蕊伸长。该研究还发现，蓝光受体CRY1/CRY2主要在花芽闭合时抑制雄蕊伸长而红光和远红光受体PHYA/PHYB则在花芽开放时抑制雄蕊的伸长。
光受体和COP1-HY5/HYH模块在花芽开放前后雄蕊伸长中的作用模型
总之，该研究表明，不同的光质（由特定的光受体感知）可以通过下游的COP1-HY5/HYH模块调节生长素诱导的雄蕊伸长和雄性育性。该研究还表明，光通过相似的分子调控模块影响雄蕊和下胚轴伸长。
参考文献【1】Tashiro, S., Tian, C.E., Watahiki, M.K., and Yamamoto, K.T. (2009). Changes in growth kinetics of stamen filaments cause inefficient pollination in massugu2, an auxin insensitive, dominant mutant of Arabidopsis thaliana. Physiol. Plant. 137, 175–187【2】Chapman, E.J., Greenham, K., Castillejo, C., Sartor, R., Bialy, A., Sun, T. ping, and Estelle, M. (2012). Hypocotyl transcriptome reveals auxin regulation of growth-promoting genes through GA-dependent and -independent pathways. PLoS One 7, e36210.【3】Osterlund, M.T., Hardtke, C.S., Ning, W., and Deng, X.W. (2000). Targeted destabilization of HY5 during light-regulated development of Arabidopsis. Nature 405, 462–466【4】Yang, C., Xie, F., Jiang, Y., Li, Z., Huang, X., and Li, L. (2018). Phytochrome A negatively regulates the shade avoidance response by increasing Auxin/Indole Acidic Acid protein stability. Dev. Cell 44, 29–41. e4原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14736
来源：bioartplants BioArt植物
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