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近日，国际植物学权威期刊《The Plant Cell》在线发表了中国科学院植物研究所林金星团队与德国波恩大学František Baluška博士合作的最新研究成果，题为《信号转导蛋白NPH3整合蓝光受体phototropin1与PIN2介导的极性生长素运输调控拟南芥根向光性》。该研究系统揭示了植物如何感知蓝光信号并调节生长素极性运输的分子机制。

向光素1（phototropin1，phot1）是一种定位于细胞膜的蓝光受体，NPH3作为其关键的信号转导蛋白，二者共同介导植物根尖的正负向光性弯曲反应。PIN2蛋白是拟南芥根尖生长素极性运输的核心载体，然而光信号如何调控PIN2在细胞内膜循环途径中的分布及其对生长素极性运输的影响，尚缺乏直接的分子证据。

研究团队通过分子细胞学技术发现，光照条件不同会调控PIN2蛋白进入两条不同的内膜循环支路：一条是指向液泡的蛋白降解途径，另一条是指向细胞膜的膜-泡循环途径。phot1感知蓝光后，通过NPH3介导的信号传导激活，促进PIN2从液泡样区室（VLC）转入膜-泡循环支路，增强PIN2的极性定位，从而显著提升生长素的极性运输速率。

相反，在黑暗条件下，NPH3依赖的信号通路关闭，更多PIN2被储存于液泡样区室，导致生长素运输速率下降。研究还利用非损伤微测技术，精确定量了phot1和NPH3在蓝光照射下对生长素极性运输的调控效应。

该研究首次明确了蓝光受体phot1及其信号蛋白NPH3通过调控PIN2的细胞极性分布，控制根尖生长素极性运输的分子机制，填补了植物根尖负向光性生长调控领域的关键知识空白。

本研究获得了科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院及中国博士后科学基金的支持。

原文DOI：10.1105/tpc.111.094284

图示：phot1/NPH3信号系统在黑暗（A）和光照（B）条件下对PIN2内膜循环两条支路间平衡的调控机制。