我国科学家光受体研究连发两篇高水平论文

　　

生物通报道：今年五月，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所杨洪全研究员领导的课题组利用模式生物拟南芥植物对蓝光受体隐花色素进行的研究成果发表在植物学权威杂志The Plant Cell上（该杂志2004年的影响因子为11）。不久之后，该课题组关于蓝光受体的另一科研成果以封面文章形式发表在《美国国家科学院院报》（PNAS，该杂志2004年影响因子为10）。

对于学生物的人来说光合作用是必修的一课，讲得简单点：植物利用光能将二氧化碳和水等无机物合成有机物并释放扬起的过程，讲的复杂点呢就要提两个光反应系统，爱默生增益效应等等。记得当年笔者学植物生理的时候可是把电子传递、类囊体结构等背得滚瓜烂熟，虽然最后成绩并不理想，但自认为学到不少东西。光阴似箭，岁月如梭，如今这些知识都还给老师了。如果你对蓝光受体这个概念感到模糊的话，先看看生物通的小讲堂吧。

发表在8月23日PNAS封面文章的题目是《拟南芥隐花色素与COP1蛋白在调节气孔开放中的作用》A role for Arabidopsis cryptochromes and COP1 in the regulation of stomatal opening。气孔对于调节植物的光合作用和蒸腾作用是十分重要的，而调节气孔的因素有光、温度、二氧化碳、风等，其中光对于气孔的调节其主要作用。在黑暗条件下气孔关闭，见光后开放。蓝光被证明是调控气孔开放最为有效的光质。

像上面提到的，蓝光受体除了有隐花色素（CRY）这一类外还有向光素（PHOT）。过去有研究表明向光素（PHOT1、PHOT2）可以作为蓝光刺激后的作用受体，调节气孔的开放。而在这篇文章中研究人员发现在拟南芥植物中CRY可以通过引起下级转导因子COP1来调节气孔的开放。

研究人员构建了一系列的突变体，其中cry1 cry2 的双突变体使植物减弱对蓝光的反应；而过量表达的CRY1植物则表现出对蓝光的超敏性。另外，phot1 phot2 的突变体可以对蓝光产生气孔打开的反应，但是cry1 cry2 phot1 phot2 四突变体就很难对蓝光产生反应了。通过构建cry1 cry2 phot1 phot2 四突变体和phot1 phot2 cry1-ovx 三突变体, 证明了CRY和PHOT共同完成对气孔开放的调节。 cop1单个基因的突变会使植物即使在黑夜中也顽固的打开气孔，即缺乏这个基因的植物会表现出组成型气孔开放，使它的抗旱能力大大下降。同时，cry1、cry2、cop1 和phot1、phot2、cop1 的三突变体在蓝光下可以像cop1单突变体那样将气孔张开，并且张开程度也相当相似，都是完全张开。因此COP1作为一种气孔开发的抑制子极可能作为CRY和PHOY信号通路中的下游信号转导因子起作用。

生物通记者 谢菲

　

文章通讯作者简介：

杨洪全，研究员、博士生导师。1965年12月生，重庆万州人。1987年毕业于四川农业大学，1990年在该校获得硕士学位，1995年获得中科院上海植生所博士学位。1995年11月至2001年8月在美国宾夕法尼亚大学生物系先后做博士后和研究助理。2001年8月入选中国科学院“****”，应聘回国工作。现任上海植生所课题组长，主要从事植物光信号传导分子机理的研究。在美国工作期间，曾在拟南芥菜蓝光受体隐花色素(cryptochrome, CRY)信号传导分子机理研究方面取得突破性的进展，即蓝光受体隐花色素CRY信号传导的功能区在C端，该区域在拟南芥菜中的表达导致组成型的光形态。这一发现于2000年以封面形式刊登在Cell杂志上。

进一步的研究阐明了CRY1信号传导的基本途径，即CRY1下游的信号传递因子为光形态建成的负调控因子COP1，其信号传导机理与CRY1的C端功能区和COP1的WD40功能区直接的、特异的蛋白相互作用有关。