Plant Communications│我校王琴团队发现蓝光受体隐花色素可调控植物耐热性

近日，我校未来技术学院 海峡联合研究院王琴团队在《植物通讯》Plant Communications发表了题为“The CRY1-COP1-HY5 axis mediates blue-light regulation of Arabidopsis thermotolerance”（CRY1-COP1-HY5模块介导蓝光调控拟南芥耐热性）的研究论文，发现蓝光受体隐花色素CRY1可通过经典的COP1-HY5模块调控植物耐热性。

温度胁迫严重影响植物生长发育和产量，而光照是调控植物温度胁迫的重要环境因子。隐花色素（Cryptochrome，简称CRY）是一类在进化上极为保守的蓝光受体，它控制植物的光合作用与生长发育、昆虫和鸟类的磁场感应以及哺乳动物的生物钟。本研究发现cry1突变体在蓝光下呈现较强的耐热性，而CRY1过量表达植物蓝光下对高温敏感，说明蓝光受体CRY1负调控植物耐热性。初步的机理探究发现CRY1可通过COP1-HY5模块调控植物的热胁迫响应：常温和高温黑暗条件下，COP1介导HY5蛋白降解，解除了HY5对下游靶基因热激转录因子HSFs的抑制，黑暗下HSFs能够响应热应激而高度表达；常温蓝光下，CRY1通过蛋白激酶PPKs发生蓝光依赖磷酸化，增强CRY1-COP1相互作用，导致COP1活性被抑制、HY5积累，HSFs表达维持在低水平；高温蓝光下，高温抑制CRY1蛋白激酶PPKs的活性，CRY1蓝光依赖的磷酸化程度降低，削弱CRY1-COP1互作，COP1活性升高、HY5浓度降低，导致HSFs表达增加。

本研究揭示了CRY1作为“安全阀”的重要作用：一方面，当植物暴露于伴有升高但不致命的高温的强光条件下时，CRY1可以防止HSFs的过度表达及植物过度的应激反应，维持植物的正常生长；另一方面，致命高温抑制CRY1活性可以“关闭”这个“安全阀”，使HSFs表达足够高，以确保植物在致命高温下的生存。

福建农林大学已毕业博士研究生刘思远与王琼丽副教授为该论文的第一作者，青年研究员张静和王琴教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目，福建省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101264

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