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Science:福建农大林辰涛教授团队发表光合作用新研究成果

摘要 : 2016年10月21日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志在线发表福建农林大学海峡联合研究院林学中心林辰涛教授团队题为“《拟南芥蓝光受体蛋白——隐花色素2的光激发与光钝化机制(Photoactivation and inactivation of Arabidopsis cryptochrome 2)》”的研究成果。

 2016年10月21日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志在线发表了福建农林大学海峡联合研究院林学中心林辰涛教授团队题为“《拟南芥蓝光受体蛋白——隐花色素2的光激发与光钝化机制(Photoactivation and inactivation of Arabidopsis cryptochrome 2)》”的研究成果。研究首次解析了植物蓝光受体原初光反应的分子机制,为未来提高农林作物光合作用效率,精准调控农林作物花期等农业生产关键技术的开发利用提供重要的理论基础,对农业的基础研究具有重要意义。

光是影响地球上所有生命体系的重要环境因子。动植物均通过光受体蛋白感受感知光信号,其中隐花色素(Cryptochrome)是一类在生命进化过程中极为保守的蓝光受体蛋白。隐花色素控制植物的光合作用与生长发育、昆虫鸟类的磁场感应、以及人类的生物钟与昼夜节律。植物隐花色素蛋白(CRY) 通过其称之为黄素(Flavin)的吸光基团吸收光子以激发原初光反应。激发态隐花色素蛋白通过与其信号蛋白 (CIB1、SPA1、COP1等)的相互作用而调控下游功能基因表达。隐花色素自1993年在植物上首先发现以来其原初光反应的分子机制众说纷纭不甚了然。福建农林大学科学家的研究证明了植物隐花色素的光诱导蛋白质二聚化反应为其原初光反应的关键步骤,同时发现了隐花色素的二聚化反应受到两个隐花色素抑制因子(BIC)的调控以决定植物光受体的活性与信号強弱, 进而调控光合作用、光形态建成、以及开花时间等植物生长发育进程。该研究同时发现人类隐花色素也具有二聚化反应。

原文链接:

Photoactivation and inactivation ofArabidopsis cryptochrome 2

原文摘要:

Cryptochromes are blue-light receptors that regulate development and the circadian clock in plants and animals. We found that Arabidopsis cryptochrome 2 (CRY2) undergoes blue light–dependent homodimerization to become physiologically active. We identified BIC1 (blue-light inhibitor of cryptochromes 1) as an inhibitor of plant cryptochromes that binds to CRY2 to suppress the blue light–dependent dimerization, photobody formation, phosphorylation, degradation, and physiological activities of CRY2. We hypothesize that regulated dimerization governs homeostasis of the active cryptochromes in plants and other evolutionary lineages.

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