近日，北京林业大学草业与草原学院联合中国林业科学院等单位在光信号调控草坪草叶片形态建成与叶绿体结构方面取得重要进展。该研究首次在日本结缕草（Zoysia japonica）中鉴定出光信号关键转录因子ZjHY5与其互作蛋白ZjSTO的相互作用，并揭示其在匍匐剪股颖（Agrostis stolonifera）中异位表达可导致叶片变窄、叶绿体类囊体结构重组，进而影响光合效率。相关研究成果以“Zoysia japonica ELONGATED HYPOCOTYL5 Interacts with STO to Induce Leaf Narrowing and Chloroplast Thylakoid Structural Alterations in Agrostis stolonifera”为题，已于近期在农林领域中科院一区Top期刊《Industrial Crops & Products》发表。

光不仅是植物光合作用的能量来源，也是调控植物形态建成和生长发育的重要环境信号。HY5作为光信号通路中的核心转录因子，在植物从暗形态建成向光形态建成转换过程中发挥关键作用。该研究通过酵母双杂交和双分子荧光互补实验，证实了ZjHY5与ZjSTO在叶绿体内存在直接互作。进一步研究发现，在匍匐剪股颖中异位表达ZjHY5可显著引起叶片宽度和厚度减小，类囊体堆叠层数减少、直径变小，表现出类似弱光适应的结构特征。该研究还通过转录组分析发现，ZjHY5通过调控一系列与光合天线蛋白、光系统组装、生物钟节律等相关基因的表达，影响植物的光适应能力。此外，激素含量测定结果显示，ZjHY5的表达还引起生长素、赤霉素等多种内源激素水平的显著变化，说明HY5在整合光信号与激素通路中具有重要功能。

该研究首次在草坪草中系统解析了HY5介导的光信号调控叶片发育与叶绿体结构的分子机制，为理解光调控植物形态建成提供了新视角，也为今后通过遗传改良提升草坪草的光合效率和环境适应性奠定了理论基础。

该论文的共同第一作者为北京林业大学草业与草原学院博士生董笛和李艳茹，通讯作者为晁跃辉教授。研究得到了国家自然科学基金项目（No. 31971770）的资助。

ZjHY5表达影响了植物的发育与形态特征

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122002

作者：晁跃辉

审核人：纪宝明