Lumina ultravioletă UV-B este o moleculă importantă de semnal, care joacă un rol cheie de reglementare în creșterea, metabolismul și dezvoltarea plantelor verzi, cum ar fi reglarea fotomorfogenezei (inhibarea alungirii plantelor, promovarea deschiderii cotiledonului, promovarea flavonoidelor și a acumulării de elemente pentru prevenirea stresului etc.). În procesul de cucerire a pământului de către plante, ele au evoluat treptat căi complexe de detectare și transmitere a semnalelor UV-B. UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8) este cunoscut în prezent ca singurul fotoreceptor din plantele verzi care poate detecta radiațiile UV-B și transmite semnale UV-B. Acesta poate finaliza o serie de procese de răspuns UV-B prin interacțiunea cu factorii de transcriere din aval. . Cu toate acestea, oamenii încă mai au controverse cu privire la originea și evoluția istoriei căii de semnalizare UV-B mediată de UVR8 în plante.
Cu câteva zile în urmă, echipa profesorului Zhong Bojian de la Universitatea Nanjing Normal a publicat o lucrare de cercetare online intitulată Originea și evoluția adaptivă a rezistenței la UV LOCUS 8-mediate de semnalizare în timpul terestrizării plantelor în fiziologia plantelor, care a explicat în mod sistematic originea și istoria evoluției. Studiul a clarificat grupurile de origine ale diferitelor căi de semnalizare UV-B din plante și a arătat că plantele verzi au evoluat treptat diferite căi de semnalizare UV-B pentru a se adapta la mediul UV-B în schimbare al terenului.
Cercetătorii au folosit pentru prima dată genomica comparativă și metodele filogenetice pentru a analiza elementele de bază ale căii de semnalizare UV-B în 79 de genomuri vegetale reprezentative și au descoperit că receptorul UV-B UVR8 prezintă o istorie evolutivă foarte conservatoare. Factorii de reglementare negativi din aval și factorii de transcriere prezintă un curs evolutiv diferit de cel al plantelor verzi. Calea clasică de semnalizare UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP în plante provine din alge verzi. Originea acestei căi de semnalizare oferă plantelor verzi capacitatea de a răspunde la radiațiile UV-B. Analiza filogenetică a arătat că elemente precum BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 și PIF-urile proveneau de la chara, iar MYB13 provenea din grupul strămoșesc angiosperm.
Studiul a găsit, de asemenea, dovezi legate de adaptarea plantelor la mediul puternic UV-B pe uscat în grupuri precum algele verzi, chara și mușchiul, inclusiv semnale pozitive de selecție în UVR8 și RUPs și o creștere a numărului de copii ale factorilor de transcriere din aval. În plus, utilizarea experimentelor de interacțiune cu proteinele a constatat că UVR8 interacționează cu BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 în ficatul de plante terestre timpurii, care sprijină în continuare UVR8-BES1/BIM1, UVR8-WRKY36-HY5 și UVR8-MYB73/MYB77. Calea ghidată de semnal UV-B provine de la plantele terestre timpurii. Factorii de transcriere, cum ar fi BES1/BIM1, WRKY36, MYB73/MYB77 și PIFs sunt elemente cheie de reglementare ale căii de semnalizare hormonală. Studiile au arătat că stabilirea acestor căi de semnalizare mediate uvr8 oferă baza pentru legătura dintre semnalizarea UV-B și hormonii endogeni ai plantelor.
În concluzie, în procesul de terestrizare a plantelor, calea clasică de semnal UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP a suferit modificări adaptive, care promovează plantele verzi pentru a efectua transducția semnalului UV-B în mediul terestru puternic UV-B. Răspuns fiziologic. În același timp, plantele verzi au evoluat, de asemenea, mecanisme diversificate de transducție a semnalului UV-B și de interacțiune cu hormonii endogeni ai plantelor, extinzând căile lor de transducție a semnalului UV-B și oferindu-le să se adapteze la mediul de radiații UV-B în schimbare de pe uscat. Bază. Acest sistem de cercetare relevă originea și istoricul evoluției componentelor de bază ale transducției semnalului UV-B din plante și oferă o referință teoretică pentru înțelegerea aprofundată a mecanismelor moleculare ale plantelor care se adaptează la stresul UV-B.
Dr. Zhang Zhenhua de la Școala de Științe ale Vieții, Universitatea Normală Nanjing este primul autor, iar profesorul Zhong Bojian este autorul corespondent. Doctoranzii Shi Chen și Liu Hongtao de la Institutul de Fiziologie și Ecologie a Plantelor, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Academia Chineză de Științe, au participat la lucrările de cercetare. Această cercetare a fost finanțată de Fundația Națională de Științe Naturale din China și avantajele biologice ale provinciei Jiangsu.
