南京农大许冬清组综述环境信号因子光和温度对植物生长的影响

导读

植物需要应对周围不断变化的环境以适应其整个生命周期的生理和发育过程。光和温度是两个关键的环境因子，对植物的生长发育具有关键的调控作用。

近日，南京农业大学农学院许冬清教授应邀在Stress Biology在线发表题为“PIFs- and COP1-HY5-mediated temperature signaling in higher plants”的综述文章，详细阐述了PIFs和COP1-HY5两个分子调控模块整合光和温度信号的作用机制。PIFs和COP1-HY5是控制植物中大量光响应基因表达和光介导生长发育的两个主要信号枢纽。同时PIFs和COP1-HY5能够接收和传递高温或低温信号，以精确调节植物对温度的响应。该综述首先介绍了温度的变化对红光和远红光受体光敏色素的影响。红光和低温促进了phyB在细胞核内的聚集，而远红光、避荫和高温促使phyB出核，并从有生物学活性的Pfr形式转化为非生物学活性的Pr形式。作者总结了PIFs和COP1-HY5信号枢纽整合光和低温或高温信号的最新研究进展（图1和图2）。

此外，作者还总结了ELF3-PIF4模块对温度的响应机制。ELF3具有液液相分离的调控机制。在高温下，ELF3聚集成不具有生物活性的液相，解除了对PIF4的抑制，促使植物热形态建成。此外，COP1、BBX18、BBX23、XBAT31和XBAT35则会通过蛋白水平抑制ELF3，使植物对光和温度信号的变化做出准确的应答（图3）。

展  望

光和温度是影响植物生长发育的重要环境因子。植物需要对变化的光信号和温度信号做出精确地响应以适应其周围环境。其中PIFs和COP1-HY5模块是植物整合光信号和温度信号的两个重要枢纽。我们总结了这两个模块在光和低温或高温信号转导中的最新研究进展，为光温耦合调控植物生长发育提供了新的思路。但是在自然环境下，光和温度信号是变化的，植物如何感知波动的光和温度信号，还需要进一步的研究。特别是不同的物种都有其偏好的生长环境，并可能进化出了不同的调节机制以适应环境。因此，解析植物对光和温度信号的感知和转导机制对实现作物的稳产和高产具有重要意义。

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s44154-022-00059-w

转自：“iPlants”微信公众号

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