藻类中生长素信号传导机制的复杂性

　　据东京工业大学的科学家报道，对一种藻类物种进行的遗传分析可能为生长素信号机制的起源提供线索。对与陆地植物有着共同祖先的一种藻类群体成员克雷伯sormidium nitens进行的一系列实验揭示了对生长素敏感的关键转录因子和调节元件，生长素是陆地植物中的一种重要激素。这些发现揭示了藻类和陆地植物不同的进化路径。

　　

植物激素是调节植物生长及其对环境反应的化学信使。在陆地植物中，生长素是一种重要的植物激素，对植物发育的各个方面都有影响。然而，在陆地植物中，调节生长素信号机制的主要细胞受体-运输抑制反应1/生长素信号F-box (TIR1/AFB) -在藻类中不存在。过去的研究表明，一种不依赖于TIR1/ afb的生长素信号机制可能参与了藻类基因表达和生长的调控。然而，关于生长素信号通路的潜在机制及其在藻类中的作用尚不清楚。

为了解决这一知识缺口，来自日本东京工业大学生命科学与技术学院的一组科学家对一种名为Klebsormidium nitens的藻类进行了研究。他们选择这个物种有两个主要原因。先前的研究表明，它能产生吲哚-3-乙酸(IAA)，这是一种常见于陆地植物的生长素。此外，外用生长素可以阻止黑桫树的细胞增殖，这表明该物种可能具有原始的生长素信号传导机制。这项研究由助理教授Koichi Hori领导，并于2023年6月15日发表在《科学报告》杂志上。

为此，研究小组进行了一系列的实验，包括基因表达谱、rna序列分析和DNA结合分析。此外，他们还利用科学文献中已建立的分析工具，将nitens中可能与IAA信号相关的各种转录因子基因引入到植物科学中已得到充分研究的模式生物benthamiana中。

实验结果表明，红毛猴生长素诱导基因的启动子序列中富含RY基序。他们还发现了几个顺式调控元件和转录因子对IAA的存在起反应。最重要的是，他们确定了KnRAV -一种转录因子-在K. nitens的生长素信号传导机制中起着关键作用。结果表明，KnRAV激活了几个生长素诱导基因，并直接结合了生长素诱导基因代表性的KnLBD1的启动子。因此，KnRAV可能具有调节K. nitens中生长素反应基因表达的潜力，Hori博士解释说。

总的来说，研究人员通过在K. nitens中进行的大量实验阐明了藻类中生长素信号传导的复杂性。在解释这些发现潜在的长期重要意义时，Hori博士评论说:“这些结果为K. nitens中iaa诱导基因表达的调控提供了新的见解。此外，目前的发现不仅增强了对这种藻类中生长素信号传导的理解，而且还为识别许多其他光合生物中生长素信号传导机制的进化提供了线索。”

我们只希望进一步的研究能够帮助阐明生长素在光合生物中的作用。

文章标题

Cis-regulatory elements and transcription factors related to auxin signaling in the streptophyte algae Klebsormidium nitens