密植栽培是提高作物單位面積產(chǎn)量的有效途徑。但在密植條件下，植株間相互遮蔭會誘發(fā)植物的避蔭反應(yīng)綜合征（shade-avoidance?syndrome，SAS），如下胚軸和葉柄的伸長、開花時間的提前、分枝的減少等，這些適應(yīng)性反應(yīng)又會對作物產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，闡明植物避蔭反應(yīng)的調(diào)控機(jī)理，對于培育耐蔭、耐密植作物新品種具有重要的指導(dǎo)意義。

bHLH類轉(zhuǎn)錄因子PHYTOCHROME?INTERACTING?FACTORS（PIF）通過調(diào)節(jié)生長素等植物激素的合成以及細(xì)胞擴(kuò)展相關(guān)基因的表達(dá)，在SAS中發(fā)揮關(guān)鍵作用。長期以來，人們對PIF調(diào)控SAS的研究多集中在PIF蛋白水平的調(diào)控機(jī)制上，而對PIF介導(dǎo)SAS響應(yīng)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理研究尚淺。轉(zhuǎn)錄中介體（Mediator）是進(jìn)化上高度保守的轉(zhuǎn)錄共激活復(fù)合物，通過連接通用轉(zhuǎn)錄機(jī)器和基因特異的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李傳友研究組長期致力于研究Mediator在激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和植物可塑性生長過程中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理。在本研究中，他們發(fā)現(xiàn)番茄PIF4蛋白通過調(diào)控生長素合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)，在遮蔭誘導(dǎo)的下胚軸伸長中起重要作用。在此過程中，Mediator亞基MED25通過與PIF4直接互作，將RNA聚合酶II招募到PIF4靶標(biāo)啟動子區(qū)，激活下游基因表達(dá)。因此，MED25作為溝通PIF4和RNA聚合酶II通用轉(zhuǎn)錄機(jī)器之間相互交流的橋梁，調(diào)節(jié)遮蔭誘導(dǎo)的下胚軸伸長。

這項(xiàng)工作揭示了番茄Mediator亞基MED25與PIF4互作調(diào)控避蔭反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理，為人們深入認(rèn)識植物的避蔭反應(yīng)機(jī)制，培育耐蔭、耐密植作物新品種提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果于2020年9月16日在線發(fā)表在Plant?Physiology。李傳友研究組博士研究生孫文靜和韓鴻宇為該論文共同第一作者，副研究員翟慶哲為通訊作者，李傳友研究員為資深作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等項(xiàng)目的資助。