| 发布日期：2025-01-07 15:58 点击次数：106
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隐花色素（Cryptochromes, CRY）是植物的蓝光受体，介导多种光的应答反应，包括抑制拟南芥下胚轴的伸长，促进子叶展开和花青素积累以及引起气孔打开等。拟南芥中CRY 通过与光形态建成负调节因子COP1 直接互作而介导信号的传导。CRY在番茄、豌豆、苔藓和蕨类植物中的功能已得到阐明，水稻OsCRY1 也有类似的功能和信号传导机制。在拟南芥中过量表达OsCRY1b 出现蓝光依赖的下胚轴变短的表型，而在水稻中过量表达OsCRY1b 则出现胚芽鞘、叶鞘和叶片变短的表型。在拟南芥和水稻中表达GUS-OsCCT1a, GUS-OsCCT1b, GUS-OsCRY1b 都出现组成性光形态建成表型，而对应于之前已阐明的拟南芥错义突变体cry1 的OsCCT1b 突变体并没有出现组成性光形态建成表型。酵母双杂交和亚细胞共定位分析表明OsCRY1b 与水稻的COP1 (OsCOP1)互作。基于这些结果我们认为OsCRY1 参与水稻苗期发育蓝光抑制胚芽鞘和叶片伸长过程中，同时OsCRY1 与OsCOP1 直接互作从而介导蓝光的信号传导。
【基因克隆与生物学功能分析】
OsCRY1a 位于2号染色体，cDNA全长2587bp，包含有4 个外显子，编码一个由710 氨基酸组成的蛋白，产物含有FAD结合结构域。OsCRY1 是水稻的蓝光受体，水稻基因组中含有两个拷贝OsCRY1a和OsCRY1b。蓝光可以抑制水稻胚芽鞘和第一片真叶的叶片和第二片叶片的伸长，OsCRY1b 在其中发挥了重要作用。过量表达OsCRY1b的转基因水稻植株在蓝光下胚芽鞘、叶鞘和叶片都比相应条件下的野生型短，说明OsCRY1b 介导水稻幼苗期蓝光抑制胚芽鞘和叶片伸长的过程；过量表达OsCRY1a的C端与GUS融合（GUS-OsCCT1a）或者OsCRY1b的C端与GUS融合（GUS-OsCCT1b）的转基因水稻幼苗在蓝光下也出现组成性光形态建成的表型，即胚芽鞘、叶鞘和叶片变短，说明OsCRY1a和OsCRY1b参与蓝光下光的形态建成。OsCRY1b还参与叶绿体的发育过程，过量表达GUS-OsCCT1b转基因水稻植株在白光下叶绿体的发育与野生型没有明显差别，但在暗下转基因植株的叶绿体缺少原片层体但存在平行排列的类囊体膜；OsCRY1b的C端可以与OsCOP1发生相互作用，同时两者在细胞中定位在同一位置，说明OsCRY1与OsCOP1直接互作从而介导蓝光的信号传导。
水稻中隐花色素cry1a和cry1b对赤霉素氧化酶基因GA2ox的强烈诱导是必需的。水稻幼苗中，光敏色素介导抑制赤霉素的生物合成，而隐花色素cry1参与诱导赤霉素活性的失活，这些独立作用的积累降低了光下活性赤霉素的含量。与双子叶植物研究的结果不同，水稻中不同光受体通路独立且协调地调节活性赤霉素含量（Hirose et al. 2012）。
OsBIC1能与OsCRY1a、OsCRY1b和OsCRY2直接相互作用，共同调节表皮细胞伸长，并通过赤霉素响应途径调节蓝光诱导的叶鞘伸长，OsCRYs对OsBIC1具有上位性。蓝光下，突变体Oscry1a-2、Oscry2-1、Osbic1Oscry1a和Osbic1Oscry2中赤霉素总含量，以及GA1和GA3含量上升。Oscry1a-2、Oscry2-1对外源GA3处理敏感性略低于野生型。对应地，Oscry1a-2和Oscry2-1中赤霉素(GA)合成相关基因OsGA20ox2和OsKO2表达上调，GA分解代谢基因OsGA2ox6和OsGA2ox7转录水平下调，赤霉素信号通路基因OsbZIP18和OsbZIP48表达下调。第二叶鞘的纵切面显示，OsBIC1和OsCRYs通过影响不同长度表皮细胞的比例来控制叶鞘长度。过表达OsBIC1导致叶鞘长度增加，而OsBIC1的突变以蓝光强度依赖的方式表现为较短的叶鞘（Li et al. 2022）。【相关登录号】contigs及其产物：AP005699↘BAD17529; AP014958↘BAS79359
