研究揭示CO蛋白参与茉莉酸激素信号昼夜节律性调控

CO（CONSTANS）转录因子是植物光周期和生物钟信号途径调控开花过程的关键决定因子之一，是植物学家长期以来关注和研究的“明星”蛋白。在长日照条件下，CO能直接激活FT基因的表达，从而促进植物开花过程。CO基因除了在幼叶微管组织中表达诱导开花，还可以在幼叶的叶肉细胞以及根部强烈表达。然而，幼叶的叶肉细胞以及根部表达的CO的重要生物学功能，未见报道。 

中国科学院西双版纳热带植物园发现了拟南芥幼苗中CO基因的表达以及蛋白合成均响应植物激素茉莉酸（Jasmonate）。基因功能分析表明，在长日照环境下，CO蛋白负调控茉莉酸信号转导过程。co功能缺失突变体相较于野生型对茉莉酸的敏感性显著增强，表现为主根生长抑制更明显及花青素含量增加等；相反，CO高表达转基因植物对茉莉酸的敏感性降低。与表型相一致的是，CO蛋白能抑制某些茉莉酸信号通路下游响应基因的表达，并参与调控茉莉酸信号的昼夜节律性。 

进一步，分子机理研究表明，CO能与茉莉酸信号途径关键抑制子JAZ蛋白相互作用形成复合体。遗传学分析发现，CO调控茉莉酸反应依赖COI1受体，且拮抗MYC2转录因子的生物学功能。此外，CO还可与bHLH转录因子家族IIId亚族成员bHLH3和bHLH17相互作用。CO促进bHLH17转录因子的DNA结合能力以及转录调节功能；相反，JAZ蛋白抑制CO和bHLH17的转录功能，且可竞争性抑制CO和bHLH17之间的相互作用。 

该研究发现了CO蛋白除调控开花以外新的重要生物学功能，并在分子水平解析了CO与JAZ及bHLH17等蛋白互作调控茉莉酸反应的遗传机理。这对科学家探索茉莉酸信号转导网络和植物环境适应性的调控机理具有重要科学意义。相关研究成果以CO interacts with JAZ repressors and bHLH subgroup IIId factors to negatively regulate jasmonate signaling in Arabidopsis seedlings为题，在线发表在The Plant Cell上。 

此外，为了进一步探究茉莉酸激素信号转导机理，该团队发表了关于茉莉酸调控植物主根和根毛发育方面的科学发现的综述文章，并梳理、展望了未来的研究重点，例如特殊生境条件下的茉莉酸信号如何精确传递。相关研究成果以Jasmonate-regulated root growth inhibition and root hair elongation为题，发表在Journal of Experimental Botany上。 　　  

CO负调控植物幼苗的茉莉酸信号转导过程（Han et al., 2022, Plant Cell）