Wang et al. 在The Plant Cell在线发表了题为Strigolactone and Karrikin Signaling Pathways Elicit Ubiquitination and Proteolysis of SMXL2 to Regulate Hypocotyl Elongation inArabidopsis thaliana的研究论文。
研究背景：独脚金内酯（Strigolactones ，SLs）是类胡萝卜素衍生的植物激素。它控制植物发育的多个方面，例如茎的分枝，节间伸长，叶片形状，根的生长，花青素积累，胚轴伸长，以及在多种环境条件下的适应性生长。Karrikins（KARs）是在燃烧的植物材料中发现的信号分子，它可以调控种子萌发与幼苗发育。目前普遍认为，尽管SLs和KARs的分子结构相似，但它们在拟南芥中利用不同的SMXL家族成员来进行信号转导。然而，合成的SL类似物和KAR化合物都能够抑制胚轴伸长并诱导相同的下游基因表达。这就引出一个问题：SL和KAR信号途径到底是相交的还是平行的？除此之外，尽管KAR信号通路中的关键组分已经通过遗传分析得到鉴定，但KAR信号途径中的生化机制还有待研究。
核心问题：SL和KAR信号途径中是否存在相同的SMXL蛋白？如果有的话，该蛋白是否在SLs和KARs诱导的胚轴伸长和转录调控中发挥重要作用？SL信号途径依赖于一个F-box介导的SMXL蛋白泛素化降解机制，KAR信号途径是否通过相似的机制发挥作用？
研究发现：我们发现SMXL2同时参与SL和KAR两条信号途径。SL-D14和KAR-KAI2受体复合物分别以依赖于SL和KAR配体的方式诱导SMXL2的泛素化降解。SMXL2在幼苗光形态建成以及SLs和KARs调控的下游基因表达中发挥重要作用。这些发现阐明了SL和KAR信号途径中一个相同的SMXL2多聚泛素化降解机制，并为SL信号途径起源于古老的KAI2-SMAX1系统的进化假说提供了证据支持。SL和KAR信号途径对SMXL2活性的调控为拟南芥幼苗响应不同环境因子进行光形态建成提供了潜在机动性。
前景展望：阐释SMXL2和SMAX1介导的转录调控和胚轴伸长背后的分子机制将是一个有趣的研究方向。另一个研究方向是探索作物中的SL和KAR信号途径，这将为农作物改良提供新方向。
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