植物生长发育受到各种环境和激素信号的协调控制。光诱导植物由暗形态建成转变为光形态建成，在此过程中下胚轴生长的调控是最显著的变化之一。下胚轴伸长负责将幼嫩的子叶推出土壤表层，从而使植物由异养生长转变为光合自养生长。赤霉素信号和光信号是对下胚轴伸长产生拮抗作用的两个关键因素，尽管它们的相互作用已经得到了广泛的研究，但是两者协调控制下胚轴伸长的具体分子机制尚不清楚。

2023年3月31日，河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室徐秀美教授团队在Plant Communications杂志在线发表了题为“The DELLA-ABI4-HY5 module integrates light and gibberellin signals to regulate hypocotyl elongation”的研究论文，揭示了DELLA-ABI4-HY5调控模块整合赤霉素与光信号调控下胚轴伸长的新机制。

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100597

研究人员通过表型分析实验发现ABI4是GA促进下胚轴伸长所必需的(图1)。进一步分析表明，DELLAs可以通过直接与ABI4蛋白相互作用来抑制ABI4结合下游细胞伸长相关靶基因的活性。有意思的是ABI4也能够直接结合GA代谢基因GA2oxs的启动子并调控其表达以及GA含量。同时，光信号关键调控因子HY5也能够结合GA2oxs基因启动子并与ABI4拮抗调控这类基因的表达。因此，DELLAs、ABI4和HY5可以形成连贯的反馈环路，调节GA分解代谢基因GA2oxs，从而精细调节GA水平以协调细胞反应。

图1.  ABI4 是 GA 促进下胚轴伸长所必需的

总之，本研究揭示了由DELLA-ABI4-HY5模块介导的GA与光信号协调控制下胚轴伸长的新机制(图2)，为研究植物如何协调外界环境和内源信号来调控生长发育提供了新视角。

图2.  DELLA-ABI4-HY5模块简图

熊海波博士和吕丹丹教授为该论文共同第一作者，徐秀美教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金与河南省自然科学基金的资助。