中国科学院华南植物园研究员刘勋成团队在国家自然科学基金等项目的资助下，研究揭示了植物光受体光敏色素B（phyB）通过稳定转录因子BP/KNAT1调控种子萌发的分子机制。相关成果近日发表于《植物通讯》（Plant Communications）。
该研究证实，红光激活的phyB可直接结合BP蛋白，通过抑制其泛素化降解增强蛋白稳定性，进而抑制ABA合成关键基因NCED6/9的表达，降低内源ABA水平，最终促进种子萌发。
光敏色素phyB通过BP抑制NCED6/9表达降低ABA生物合成。研究团队供图，下同
萌发是种子植物生命周期的起点，其精准调控对选择适宜的萌发条件至关重要。在多种环境因子中，光作为关键调控因素之一，被一系列光受体感知，包括光敏色素、隐花色素、向光素和UVR8。其中，光敏色素作为红光/远红光受体，在光诱导的种子萌发中起核心作用，尤以phyB最为重要。
红光激活phyB以启动萌发，而远红光则通过使其失活从而抑制萌发。在植物激素方面，脱落酸（ABA）和赤霉素分别作为负向和正向调节因子参与萌发调控。phyB介导的光信号通路依赖于与ABA和赤霉素信号的协同互作。然而，长期以来，“光-phyB-ABA”途径中的核心调控因子及其分子机制仍不明确。
光诱导种子萌发中的phyB-BP-NCED6/9级联调控作用模式。
该研究以模式植物拟南芥为研究对象，通过遗传学、蛋白质互作及表观遗传学等多维度实验，系统鉴定和解析了“phyB-BP-NCED6/9”级联通路在光调控种子萌发途径中的作用模式。团队发现，在黑暗或远红光条件下，BP蛋白因高度泛素化被26S蛋白酶体降解，导致ABA合成增强抑制萌发；而红光激活的phyB通过物理结合阻断BP的泛素化修饰，使积累的BP蛋白通过增强NCED6/9基因位点上的组蛋白H3K27me3修饰抑制其转录，从而降低ABA水平促进萌发。
该研究发现不仅阐明了光信号与植物激素ABA的交叉调控网络，更为通过光调控手段改良作物萌发特性提供了理论支撑。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101517
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