近日,，我校生命科學(xué)學(xué)院,、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室黃巍教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Integrative Plant Biology（影響因子9.1，生物1區(qū)）發(fā)表了題為 “The plant circadian clock regulates autophagy rhythm through LUX ARRHYTHMO”的研究論文,。

 細(xì)胞自噬是真核生物中高度保守的物質(zhì)穩(wěn)態(tài)機(jī)制,，通過降解錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)和受損的細(xì)胞器，實(shí)現(xiàn)對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)再利用,。近年來,，越來越多研究表明在動(dòng)物中自噬途徑與生物鐘存在著緊密的相互調(diào)節(jié)的關(guān)系。多個(gè)生物鐘轉(zhuǎn)錄因子能夠直接調(diào)控動(dòng)物自噬基因的晝夜表達(dá)水平,，而動(dòng)物中自噬途徑也能夠降解生物鐘的核心組分從而反饋影響近日節(jié)律及其輸出途徑,。然而植物自噬節(jié)律與生物鐘的調(diào)控關(guān)系和分子機(jī)制仍然不明確。

 該研究發(fā)現(xiàn)擬南芥細(xì)胞自噬在12 h光照/12 h黑暗（LD）條件下和持續(xù)光照（LL）條件下都呈現(xiàn)明顯的近日節(jié)律變化,，說明植物自噬過程受生物鐘調(diào)控,。有意思的是，LL條件和LD條件下相比,，自噬節(jié)律的表達(dá)相位大幅提前,，但振幅明顯降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),，植物生物鐘關(guān)鍵組分LUX基因的突變導(dǎo)致自噬在LL條件下的節(jié)律消失,，在LD條件下的晝夜振幅顯著增強(qiáng)。并且LUX能夠直接結(jié)合自噬基因ATG2,、ATG8a,、和ATG11的啟動(dòng)子，并抑制其轉(zhuǎn)錄活性,。表型分析發(fā)現(xiàn)LUX通過維持適度的自噬活性提高了植物對(duì)碳饑餓的耐受性,。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)自噬節(jié)律性在不同植物中都廣泛存在,，說明生物鐘調(diào)控自噬節(jié)律在植物中是一種保守的機(jī)制。最近湖南大學(xué)于峰課題組發(fā)現(xiàn)生物鐘基因TOC1在調(diào)控植物自噬節(jié)律同意發(fā)揮著重要作用(Chen et al., 2022),，說明生物鐘通過多條途徑調(diào)控植物自噬節(jié)律,。

LUX通過直接抑制自噬基因的表達(dá)從而調(diào)控自噬節(jié)律

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生楊明康為本文的第一作者，黃巍教授和陳亮副教授為共同通訊作者,。中山大學(xué)肖仕教授和德國馬普學(xué)會(huì)分子植物生理研究所Bernd Mueller-Roeber教授參與了本研究工作,。中科院植物所王雷研究員為本研究提供了實(shí)驗(yàn)材料。本研究取得了嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目,、廣東省自然科學(xué)基金、廣州市科技項(xiàng)目的資助,。

圖/文  生命科學(xué)學(xué)院 陳亮