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植物的向光性是一種關(guān)鍵的環(huán)境適應(yīng)性機(jī)制，使其能通過調(diào)整生長方向來優(yōu)化對(duì)光能的捕獲，提升光合效率并促進(jìn)生長發(fā)育。向光素phototropin 1（phot1）作為核心的光受體，介導(dǎo)了植物對(duì)藍(lán)光的感知和向光性反應(yīng)。盡管已有的研究鑒定了phot1下游信號(hào)通路組成和功能，但連接光信號(hào)與phot1激酶活性的關(guān)鍵調(diào)控因子至今仍未被發(fā)現(xiàn)。

中國科學(xué)院華南植物園劉勛成研究團(tuán)隊(duì)鑒定發(fā)現(xiàn)phot1的多個(gè)賴氨酸位點(diǎn)發(fā)生乙?；揎棧⒆C實(shí)保守的賴氨酸位點(diǎn)K636的乙?；揎椪{(diào)控其自磷酸化和激酶活性，影響植物的向光性反應(yīng)。遺傳表型篩選發(fā)現(xiàn)，賴氨酸去乙?；窰DA9為調(diào)控植物向光性和phot1活性的關(guān)鍵上游因子，通過調(diào)節(jié)phot1的乙?；接绊懫淞姿峄c激酶活性。同時(shí)，研究證實(shí)該乙?；?磷酸化協(xié)同調(diào)控作用在不同物種如番茄、煙草和花生中具有高度的保守性，凸顯該機(jī)制在植物向光性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的廣泛性與重要性。

基于以上結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)提出乙?；揎椷B接光信號(hào)和phot1激活的分子模式：在感知環(huán)境光信號(hào)后，phot1快速發(fā)生磷酸化修飾，進(jìn)而激活其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，同時(shí)顯著降低phot1與HDA9的結(jié)合能力。隨后，在未知乙酰轉(zhuǎn)移酶的作用下，乙?；揎椀膒hot1逐漸積累，形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。該機(jī)制通過抑制phot1過度磷酸化來防止光信號(hào)過度放大。這種循環(huán)進(jìn)行的“乙酰化-去乙?；揎棥蹦K構(gòu)成了精確的分子制動(dòng)系統(tǒng)，能夠微調(diào)向光性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)強(qiáng)度，從而確保植物獲得最佳生長響應(yīng)。這種獨(dú)特的模式展示了植物光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的高度精確性和可塑性。

該研究工作為農(nóng)作物的光適應(yīng)性和光能高效利用遺傳育種提供了新的理論基礎(chǔ)。

近期，相關(guān)研究成果以Histone Deacetylase 9 Modulates Phototropin 1 Acetylation Dynamics to Fine-Tune Phototropic Responses in Plants為題，發(fā)表在《植物通訊》（Plant Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和廣東省科技計(jì)劃等的支持。

論文鏈接

分子模式：HDA9介導(dǎo)phot1乙?；?磷酸化動(dòng)態(tài)平衡調(diào)控植物向光性