【文献速递】Cell | 颠覆观念！蓝光受体CRY2居然在黑暗中具有功能

该研究跳出惯有的研究思路，首次系统地回答了拟南芥蓝光受体CRY2在未接收蓝光时是否具有功能活性的问题，揭示了CRYs不仅具有被蓝光信号“打开”的 蓝光依赖 的功能活性，还具有被蓝光信号“关闭”的 黑暗依赖 的功能活性。该发现让人意识到以往几十年来对光受体的研究只打开了对光受体认知的半扇门，为光信号领域开辟了“光受体在黑暗中的功能”这一全新研究方向。

CRY2在黑暗中的功能有助于我们更立体、更宏观地理解光信号对于植物生长发育的调控，为很多常见且有趣的自然现象提供一个全新的解释视角。例如在黑暗中生长的黄化苗之所以具有长下胚轴和短根，是因为非光激发态CRY2抑制根伸长，并促进种子将有限的能量优先供给下胚轴，帮助其伸长并破土而出，进入光能自养，对应萌发于土壤深层，需破土而出才能见光生长的植物种子。光下的绿苗之所以具有短下胚轴和长根，是因为光激发态CRY2在地上部抑制下胚轴伸长，根部FL1和FL3不与光激发态CRY2相互作用，其功能活性被释放从而促进地下部的主根伸长，有助于植物吸收养分并建立更合理的植株形态，对应萌发于土表或者浅土层，无需承担破土而出压力的种子。该研究描绘了一幅CRY2在地上地下各司其职，以不同的活性状态通过不同的信号通路达成“让植物茁壮成长”这一共同目标的和谐画面，为利用光受体改善农作物形态，调控农作物生长发育，奠定了理论基础（图2）。

图2  CRY2在不同生长时期 、 光照环境 、 部位以不同的状态协调植物生长发育 。

深圳大学博士后 曾德圣 为该论文的第一作者， 刘宏涛 教授为通讯作者（图3）。博士生吕军清和李旭教授也参与了相关工作。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。

图3  刘宏涛教授（左）与曾德圣博士 。