学术报告：BZR1/BES1转录因子在多重信号调控植物生长中的协调作用

1. 研究背景与作者信息

本文由Qian-Feng Li、Jun Lu、Jia-Wen Yu、Chang-Quan Zhang、Jun-Xian He和Qiao-Quan Liu共同撰写，分别来自扬州大学和中国香港中文大学。该研究于2018年4月6日被接受，并发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms》期刊上，DOI为10.1016/j.bbagrm.2018.04.003。

2. 研究背景与目的

植物激素在植物生长和发育中起着核心作用，不仅调控内在的发育程序，还传递环境信号。油菜素内酯（Brassinosteroid, BR）是一类植物特有的多羟基化甾体激素，广泛参与细胞伸长、种子萌发、气孔形成、开花、抗逆性等多种生理过程。BZR1和BES1是BR信号通路中的关键转录因子，能够整合多种信号通路，协调植物的生长和发育。本文旨在综述BZR1/BES1在BR信号通路中的核心作用，特别是其如何通过蛋白-蛋白相互作用和转录调控整合多种信号通路，从而优化植物的生长和发育。

3. 研究流程与方法

本文主要采用文献综述的方法，系统总结了BZR1/BES1在BR信号通路中的调控机制及其与其他信号通路的交叉调控。具体内容包括： 1. BZR1/BES1的调控机制：通过磷酸化、去磷酸化、稳定性调控等方式，BZR1/BES1的动态调控在植物生长中起关键作用。 2. BZR1/BES1与其他激素信号通路的交叉调控：包括与赤霉素（GA）、生长素（Auxin）、脱落酸（ABA）、乙烯（Ethylene）和独脚金内酯（Strigolactone, SL）的相互作用。 3. BZR1/BES1与光信号的交叉调控：BZR1/BES1通过转录调控和蛋白-蛋白相互作用，整合BR和光信号，调控植物的光形态建成和细胞伸长。 4. BZR1/BES1在植物生长和发育中的功能：包括细胞伸长、生殖发育、种子发育、逆境响应和免疫反应等。 5. BZR1/BES1的表观遗传调控：BZR1/BES1通过组蛋白修饰和染色质重塑调控基因表达。

4. 主要研究结果

1. BZR1/BES1的调控机制：BZR1/BES1的活性受磷酸化和去磷酸化的动态调控。在BR存在时，BZR1/BES1被去磷酸化并激活，进入细胞核调控靶基因表达。而在BR缺乏时，BZR1/BES1被磷酸化并滞留在细胞质中，抑制其转录活性。
2. BZR1/BES1与其他激素的交叉调控：
   • BR与GA的交叉调控：BZR1/BES1通过直接结合GA代谢基因的启动子，调控GA的生物合成和失活。此外，BZR1/BES1与DELLA蛋白直接相互作用，抑制GA信号通路。
   • BR与Auxin的交叉调控：BZR1/BES1通过调控IAA19和ARF7的表达，整合BR和Auxin信号通路，调控植物生长。
   • BR与ABA的交叉调控：BZR1/BES1通过抑制ABI5的表达，减弱植物对ABA的敏感性。
   • BR与乙烯的交叉调控：BZR1/BES1通过调控ACS基因的表达，抑制乙烯的生物合成。
   • BR与SL的交叉调控：BZR1/BES1与MAX2相互作用，调控SL信号通路，抑制植物分枝。
3. BZR1/BES1与光信号的交叉调控：BZR1/BES1通过转录调控和蛋白-蛋白相互作用，整合BR和光信号，调控植物的光形态建成和细胞伸长。
4. BZR1/BES1在植物生长和发育中的功能：BZR1/BES1通过调控细胞伸长、生殖发育、种子发育、逆境响应和免疫反应等过程，协调植物的生长和发育。
5. BZR1/BES1的表观遗传调控：BZR1/BES1通过组蛋白修饰和染色质重塑调控基因表达，影响植物的生长和发育。

5. 研究结论与意义

本文系统总结了BZR1/BES1在BR信号通路中的核心作用，揭示了其如何通过蛋白-蛋白相互作用和转录调控整合多种信号通路，从而优化植物的生长和发育。BZR1/BES1不仅是BR信号通路的关键转录因子，还在植物生长、发育和逆境响应中起重要作用。未来的研究应进一步探索BZR1/BES1与其他信号通路的交叉调控机制，特别是在作物育种中的应用潜力。

6. 研究亮点

1. BZR1/BES1的多重调控机制：BZR1/BES1通过磷酸化、去磷酸化、稳定性调控等方式，动态调控植物的生长和发育。
2. BZR1/BES1与其他激素的交叉调控：BZR1/BES1通过直接结合其他激素信号通路的关键基因，整合多种激素信号，协调植物的生长和发育。
3. BZR1/BES1与光信号的交叉调控：BZR1/BES1通过转录调控和蛋白-蛋白相互作用，整合BR和光信号，调控植物的光形态建成和细胞伸长。
4. BZR1/BES1在植物生长和发育中的多功能性：BZR1/BES1不仅调控细胞伸长，还参与生殖发育、种子发育、逆境响应和免疫反应等过程。

7. 未来研究方向

未来的研究应进一步探索BZR1/BES1与其他信号通路的交叉调控机制，特别是在作物育种中的应用潜力。此外，BZR1/BES1的表观遗传调控机制及其在植物生长和发育中的作用也值得深入研究。