发布人:     发布日期: 2026-08-31    浏览次数:

近日，南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室许冬清教授课题组在《Plant Physiology》学术期刊上发表了题为“The transcription factors GmBBX17 and GmSTFs antagonistically regulate shade avoidance in soybean by oppositely modulating GmSRG1 transcription”的研究论文，揭示了大豆避荫反应的调控通路。

该研究鉴定到受避荫信号显著抑制的细胞壁修饰基因GmSRG1，其编码一个非典型的木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶（XTH）同源蛋白。CRISPR-Cas9敲除GmSRG1导致茎秆和叶柄伸长、细胞尺寸增大；过表达则引起矮化和叶柄缩短，表明GmSRG1通过限制细胞扩展负调控避荫反应。生化分析显示，GmSRG1缺失导致木葡聚糖含量升高且降解活性降低，提示其参与调控细胞壁木葡聚糖代谢。

在分子机制上，转录因子GmBBX17受避荫诱导积累，直接结合GmSRG1启动子并抑制其转录；而GmSTF1/2则结合同一启动子的C-box元件激活GmSRG1表达，但避荫信号会促进GmSTFs蛋白降解。进一步研究发现，GmBBX17与GmSTFs存在物理互作，前者能削弱后者与DNA的结合能力并抑制其转录激活功能，二者形成拮抗对精确调控GmSRG1表达。在蛋白层面，GmSRG1与具有典型催化活性的同源蛋白GmXTH23互作。GmXTH23促进木葡聚糖积累和细胞伸长，而GmSRG1通过拮抗GmXTH23的功能增强木葡聚糖降解，从而限制细胞扩展。

Figure 1. A working model of the GmBBX17–GmSTFs–GmSRG1 pathway in inhibiting shade avoidance in soybean

综上，该研究构建了"GmBBX17-GmSTFs-GmSRG1-GmXTH23"的完整信号通路：正常光照下GmSTFs激活GmSRG1，抑制GmXTH23，维持紧凑株型；避荫时GmBBX17积累、GmSTFs降解，导致GmSRG1下调，解除对GmXTH23的抑制，促进细胞伸长。该研究将光信号转录调控与细胞壁代谢直接关联，为培育耐密植高产大豆提供了重要靶标。

南京农业大学农学院博士研究生边叶挺和钟山青年研究员赵峰月博士为论文第一作者；许冬清教授为论文通讯作者；江苏省农科院宿迁农科所张黎杰副研究员对该工作进行了指导和帮助。本研究得到了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目资助。