Nature Communications | 加州大学河滨分校研究发现植物热感应基因成为创造耐热作物的关键！

温暖的温度向植物发出夏天即将来临的信号。预计水分减少，它们早开花，然后缺乏产生更多种子的能量，因此农作物产量较低。这是有问题的，因为预计世界人口将激增至100亿，而食物却少得多。我们需要能够承受较高温度，更长的开花时间和更长的生长期的植物（真菌如何帮助植物应对全球气候变化？Cell Reports | 美国诺贝研究所研究揭示硫氧还蛋白调控植物抗病性和耐热性新机制！）。但是，要能够改变植物的温度响应，首先必须了解它们的工作原理。一旦我们了解了所有工作原理，便可以对其进行修改，并帮助农作物更好地应对气候变化。因此，这就是为什么鉴定出能够实现热响应的基因如此重要的原因。

2021年4月6日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了美国加州大学河滨分校Meng Chen团队为揭示热敏基因所做的工作，题为RCB initiates Arabidopsis thermomorphogenesis by stabilizing thethermoregulator PIF4 in the daytime的研究论文。这是他们发现与温度感应有关的第二个基因。

两年前，他们找到了第一个基因，叫做HEMERA。然后，科研人员进行了一项实验，以查看是否可以识别出与控制温度感应过程有关的其他基因。通常，植物对甚至几度的天气变化也有反应。对于该实验，研究小组从完全对温度不敏感的拟南芥突变植物开始，他们对其进行了修饰，使其再次具有反应性。

检查这种两次突变的植物基因后发现了新基因RCB，其产物与HEMERA密切配合以稳定热敏功能。如果敲除任何一个基因，植物就不再对温度敏感。HEMERA和RCB都需要调节一组具有多种功能的主基因调节子的丰度，这些主调节子对温度和光线都有反应，并使植物变绿。这些蛋白质分布在植物细胞的两个不同部分，即细胞核和称为叶绿体的细胞器。

展望未来，该实验室将致力于了解细胞的这两个部分如何通讯和协同工作以实现生长、绿化、开花和其他功能。当改变光照或温度时，细胞核和叶绿体中的基因都会改变它们的表达。科研人员认为HEMERA和RCB参与了这两个细胞区室之间的基因表达协调。最终，目标是能够修改温度响应，以确保人类未来的食品供应。

图1：鉴定rcb-101作为热形态发生中hmr-22的抑制子

图2：rcb-10 /hmr-22恢复PIF4的稳定性和活性

图3：rcb-101可以挽救hmr-22的光形态发生缺陷

图4：rcb-101挽救了hmr-22在叶绿体生物发生中的缺陷

图5：热响应性PIF4积累需要RCB

图6：RCB与HMR直接交互

图7：热形态发生中白天PIF4稳定化的模型

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