近日，福建农林大学王琴课题组在New Phytologist发表了题为“Differential photoregulation of the nuclear and cytoplasmic CRY1 in Arabidopsis”的研究论文，该研究发现细胞质CRY1与细胞核CRY1响应蓝光的生物化学反应存在差异，并解析了细胞核CRY1在高强度蓝光下降解的分子机制。

拟南芥体内的蓝光受体隐花色素（cryptochrome, CRY）包括CRY1和CRY2，它们主要参与调控植物的光形态建成与光周期开花。CRY2分布在细胞核内，CRY1在细胞核与细胞质中均有分布。蓝光对下胚轴伸长的抑制作用主要是由细胞核CRY1介导的，而非细胞质CRY1介导，然而CRY1在细胞核与细胞质中的光生化反应的机制却不清楚。以往的研究认为，CRY2在蓝光下发生泛素化降解，而CRY1在蓝光下稳定，所以CRY1也曾经一度被用做蛋白免疫印迹的内参对照（loading controls）。

研究模式图

通过本文的研究作者发现，首先，细胞核CRY1在高强度蓝光下发生泛素化降解，其降解所需的光照强度及光照时间都较CRY2长，且只有细胞核CRY1发生降解，细胞质CRY1在蓝光下稳定，这也解释了为何CRY1的降解一直未被发现。其次，虽然细胞核CRY1与细胞质CRY1见蓝光后都发生多聚化，但只有细胞核CRY1会形成可见的蓝光依赖的光小体（photobody），细胞核CRY1与细胞质CRY1光小体形成差异的机制有待进一步阐明。最后，CUL4COP1/SPAs是负责细胞核CRY1降解的E3泛素连接酶之一，且COP1对细胞核CRY1的降解很可能发生在光小体内。

此研究进一步验证了CRY1是高光受体的假说，并初步阐明了细胞核CRY1与细胞质CRY1功能差异与其光生物化学反应的关系。此研究与上海师范大学杨洪全教授课题组先前在New Phytologist发表的“Arabidopsis cryptochrome 1 undergoes COP1 and LRBs-dependent degradation in response to high blue light ”的论文共同揭示了蓝光受体CRY1在高强度蓝光下降解的分子机制。

福建农林大学生命科学学院2020级博士研究生刘思远为该论文的第一作者，福建农林大学王旭教授和王琴教授为通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划青年项目和福建省自然科学基金的资助。