光是调节植物生长的重要环境因素。植物在漫长的历史中演化出了大量响应光的信号通路，包括红光受体光敏色素介导的红光/远红光信号通路、蓝光受体隐花色素和向光素介导的蓝光信号通路，以及UV-B受体UVR8介导的紫外光信号通路。在光介导的信号通路中，COP/DET/FUS复合体是一个核心负调控复合物，在光形态建成中起到了至关重要的作用。在COP/DET/FUS这个大型复合体中,COP1/SPA复合体承担着直接与下游转录因子结合并泛素化的关键作用，因此也被认为是光形态建成的核心因子。

2021年4月20日，钟伯坚课题组在光响应调控通路的起源与演化研究中取得重要进展，在进化生物学期刊Molecular Phylogenetics and Evolution发表了题为The origin of SPA reveals the divergence and convergence of light signaling in Archaeplastida的研究论文。

该研究使用大量基因组和转录组数据探究COP/DET/FUS复合体（COP1，SPA，COP10，DET1，DDB1，CSNs，CUL4和RBX1）的起源和演化。研究结果表明，大部分的COP/DET/FUS复合体蛋白的演化历程较为保守，而SPA的演化历程与绿色植物的演化历程不同。SPA起源于绿藻，在真叶植物（种子植物和蕨类植物）的共同祖先发生了复制事件。在藓类植物和真双子叶植物中SPA，COP1，CUL4，RBX1和CSNs的拷贝数显著增加。基于代表性物种的大复合体蛋白质相互作用网络分析表明大复合体蛋白之间的联系在早期绿色植物中已经建立，在演化过程中逐步趋于复杂。共进化分析显示COP1和SPA存在显著的共进化信号，表明COP1和SPA在演化历程中的高度关联性。酵母双杂交和荧光素酶互补实验也证明在陆地植物中COP1和SPA存在相互作用。

植物COP/DET/FUS复合体演化模型

本研究表明SPA至少在陆地植物中与COP1相互作用以实现某些初始功能，SPA在真叶植物的祖先发生复制分化后可能经历了亚功能化/新功能化。该研究对COP/DET/FUS复合体的演化提出了新的见解，有助于进一步解析光形态建成的复杂分子机制。

南京师范大学生命科学学院硕士研究生徐陈杰和常鑫为共同第一作者，钟伯坚教授为论文的通讯作者，朱自强教授也参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省生物学优势学科等项目的资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790321001081