الأشعة فوق البنفسجية UV-B هي جزيء إشارة مهم ، والذي يلعب دورا تنظيميا رئيسيا في نمو واستقلاب وتطور النباتات الخضراء ، مثل تنظيم التشكل الضوئي (تثبيط استطالة النبات ، وتعزيز فتح النبتة ، وتعزيز الفلافونويد وتراكم السيانين للعناصر لمنع الإجهاد ، وما إلى ذلك). في عملية غزو النباتات للأرض ، طورت تدريجيا مسارات معقدة لاستشعار ونقل إشارات الأشعة فوق البنفسجية - B. يعرف UVR8 (موضع مقاومة الأشعة فوق البنفسجية 8) حاليا بأنه المستقبل الضوئي الوحيد في النباتات الخضراء الذي يمكنه استشعار الأشعة فوق البنفسجية - باء ونقل إشارات الأشعة فوق البنفسجية - باء. يمكنه إكمال سلسلة من عمليات الاستجابة للأشعة فوق البنفسجية - B من خلال التفاعل مع عوامل النسخ النهائية. . ومع ذلك ، لا يزال لدى الناس جدل حول أصل وتاريخ تطور مسار إشارات الأشعة فوق البنفسجية UV-B بوساطة UVR8 في النباتات.
قبل بضعة أيام ، نشر فريق البروفيسور تشونغ بوجيان من جامعة نانجينغ نورمال ورقة بحثية عبر الإنترنت بعنوان الأصل والتطور التكيفي للإشارات بوساطة مقاومة الأشعة فوق البنفسجية LOCUS 8 أثناء أرض النبات في فسيولوجيا النبات ، والتي شرحت بشكل منهجي تاريخ الأصل والتطور. أوضحت الدراسة مجموعات المنشأ لمختلف مسارات إشارات الأشعة فوق البنفسجية - باء في النباتات ، وكشفت أن النباتات الخضراء طورت تدريجيا مسارات إشارات مختلفة للأشعة فوق البنفسجية - باء للتكيف مع البيئة المتغيرة للأشعة فوق البنفسجية - باء في الأرض.
استخدم الباحثون لأول مرة علم الجينوم المقارن وطرق التكاثر لتحليل العناصر الأساسية لمسار إشارات الأشعة فوق البنفسجية - B في 79 جينوم نباتي تمثيلي ، ووجدوا أن مستقبلات الأشعة فوق البنفسجية - B UVR8 تقدم تاريخا تطوريا محافظا للغاية. تقدم العوامل التنظيمية السلبية النهائية وعوامل النسخ مسارا تطوريا مختلفا عن مسار النباتات الخضراء. نشأ مسار الإشارات الكلاسيكي UVR8-COP1 / SPA-HY5-RUP في النباتات من الطحالب الخضراء. أصل مسار الإشارات هذا يعطي النباتات الخضراء القدرة على الاستجابة للأشعة فوق البنفسجية - باء. أظهر التحليل الجيني أن عناصر مثل BES1 / BIM1 و WRKY36 و MYB73 / MYB77 و PIFs نشأت من chara ، و MYB13 نشأت من مجموعة أسلاف كاسيات البذور.
ووجدت الدراسة أيضا أدلة تتعلق بتكييف النباتات مع بيئة الأشعة فوق البنفسجية - باء القوية على الأرض في مجموعات مثل الطحالب الخضراء والشارا والطحالب ، بما في ذلك إشارات الاختيار الإيجابية في UVR8 و RUPs وزيادة في عدد نسخ عوامل النسخ النهائية. بالإضافة إلى ذلك ، وجد استخدام تجارب تفاعل البروتين أن UVR8 يتفاعل مع BIM1 و WRKY36 و MYB73 / MYB77 في نبتة الكبد النباتية البرية المبكرة ، والتي تدعم أيضا UVR8-BES1 / BIM1 و UVR8-WRKY36-HY5 و UVR8-MYB73 / MYB77. نشأ مسار إشارة UV-B الموجه من النباتات البرية المبكرة. عوامل النسخ مثل BES1 / BIM1 و WRKY36 و MYB73 / MYB77 و PIFs هي عناصر تنظيمية رئيسية لمسار إشارات الهرمونات. وقد أظهرت الدراسات أن إنشاء مسارات الإشارات بوساطة UVR8 يوفر الأساس للعلاقة بين إشارات الأشعة فوق البنفسجية - باء والهرمونات الداخلية النباتية.
وخلاصة القول، في عملية تأريض النباتات، خضع مسار الإشارة الكلاسيكي UVR8-COP1/SPA-HY5-RUP لتغييرات تكيفية، مما يعزز النباتات الخضراء على إجراء نقل إشارة الأشعة فوق البنفسجية - باء في بيئة الأشعة فوق البنفسجية - باء القوية الأرضية. الاستجابة الفسيولوجية. وفي الوقت نفسه، طورت النباتات الخضراء أيضا آليات متنوعة لنقل وتفاعل إشارات الأشعة فوق البنفسجية - باء مع الهرمونات الداخلية النباتية، وتوسيع مسارات نقل إشارة الأشعة فوق البنفسجية - باء، وتزويدها بالتكيف مع بيئة الأشعة فوق البنفسجية - باء المتغيرة على الأرض. قاعدة. يكشف هذا النظام البحثي عن أصل وتاريخ تطور المكونات الأساسية لنقل إشارة UV-B النباتية ، ويوفر مرجعا نظريا لفهم متعمق للآليات الجزيئية للنباتات التي تتكيف مع إجهاد UV-B.
الدكتور تشانغ تشن هوا من كلية علوم الحياة بجامعة نانجينغ نورمال هو المؤلف الأول ، والبروفيسور تشونغ بوجيان هو المؤلف المقابل. وشارك في العمل البحثي مرشحا الدكتوراه شي تشن وليو هونغتاو من معهد فسيولوجيا النبات والبيئة، ومعاهد شنغهاي للعلوم البيولوجية، والأكاديمية الصينية للعلوم. تم تمويل هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين والمزايا البيولوجية لمقاطعة جيانغسو.
