王海洋团队：综述光和植物激素信号互作调控植物避荫综合症

光是自然界中影响植物生长发育最重要的环境因素之一。面对可用耕地日趋减少和人口的不断增加，密植栽培是提高作物单位面积产量的有效途径。决定耐密性的一个关键因素是其在密植情况下对荫蔽条件的反应特性。然而，在密植条件下，周边植物的遮荫会使得植株感受到的光照质量发生改变，光照中的红光/远红光比率（R/FR）下降，从而激发植株的避荫综合症，包括植株的株高增加，茎秆变细，叶片变窄、早衰，开花提早，分枝减少等。虽然这些反应有利于植物在避荫条件下尽快完成其生育周期，保障物种的繁衍，但是影响了作物的株型、抗逆和生育期等重要农艺性状，对于作物的产量产生不利影响。因此，生产上育种家们试图通过培育避荫综合症减弱的作物品种以达到耐密植的育种目标。对植物避荫综合症分子调控机理的解析有助于挖掘避荫综合症的关键调控基因和优异单倍型，为耐密育种提供有效的基因资源。

近日，华南农业大学和中国农业科学院生物技术研究所研究人员合作在aBIOTECH上在线发表了题为“Integration of light and hormone signaling pathways in the regulation of plant shade avoidance syndrome”（点击题目查看原文）综述文章，系统性地梳理了植物避荫反应分子调控机制的最新研究进展。

在密植或遮荫条件下，植物通过一系列光信号受体（phyA、phyB、phyA、UVR8、CRY1/2等）感受光照质量的改变，并将信号传递到下游的各类光信号转导因子，如PIFs、COP1、HY5、HFR1和FHY3等，继而激活或抑制下游靶基因，引起植物生长发育状态的改变。近年来大量研究表明，在密植遮荫环境下，光信号途径通过与各种植物激素途径的互作，影响激素的合成以及信号转导，比如生长素、赤霉素、独脚金内酯以及乙烯的含量和信号转导增强，而茉莉素途径受到抑制，这种光与激素途径的互相整合从而协调控制了避荫反应综合症的各个方面（伸长生长、分枝形成、开花、衰老与抗病）。最后，作者总结了作物中的避荫反应研究进展，对耐密植作物新品种培育和遗传改良的有效策略进行了展望。

本文第一作者是中国农业科学院生物技术研究所刘扬副研究员（目前为中国农业大学园艺学院教授），通讯作者是华南农业大学王海洋教授。该项工作获得了国家自然科学基金、NSFC-广东联合基金和广东省基础与应用基础研究重大项目的支持。

Cite this article as:

Liu, Y., Jafari, F. & Wang, H. Integration of light and hormone signaling pathways in the regulation of plant shade avoidance syndrome. aBIOTECH (2021). 

https://doi.org/10.1007/s42994-021-00038-1

作者简介：

王海洋，华南农业大学生命科学学院教授，长期从事植物应答光信号和植物激素反应的分子、细胞和生化调控机制的研究，以及水稻、玉米重要农艺性状遗传与分子调控机理的解析。共发表高水平SCI论文130余篇，以第一或通讯作者在Science 和Nature发表4篇研究论文，论文近5年他引近2000次。一项成果被评为2014年度中国科学十大进展。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-021-00038-1