蓝光受体隐花色素（CRY）在高等植物光信号传导中的作用机制取得突破性进展。在模式植物拟南芥中，蓝光受体CRY通过与光敏色素（PHY）的协同作用调控光形态建成。此前研究已明确CRY1和CRY2在C端功能区调控信号传导，但N端功能区（CNT）是否参与调控一直未明。

在国家自然科学基金等项目支持下，中国科学院上海生命科学研究院杨洪全研究员团队通过将CRY1 N端功能区（CNT1）导入拟南芥，获得过量表达CNT1的负显性转基因植株。通过酵母双杂交、体外蛋白结合、体内化学交联和免疫共沉淀等实验，发现CRY1可通过CNT1发生不依赖于光的二聚化。功能分析及蛋白非变性胶电泳显示：CNT1介导的二聚化对激活CCT1、启动CRY1信号传导至关重要，而GUS多聚化则导致转基因植株在黑暗条件下表现出组成型光形态建成（COP表现型）。

研究进一步揭示：1）CRY1与PHY类似，蓝光和黑暗分别诱导CNT1二聚体的不同构象，决定CRY1的活性状态；2）高等植物CRY通过光激发CNT正调控CCT活性，与果蝇CRY直接作用下游蛋白的机制不同。该结果纠正了CRY以单体结构发挥作用的传统观点。相关成果于2005年5月1日发表于《The Plant Cell》。

课题组还发现CRY与光形态建成负调控因子COP1共同介导蓝光诱导的气孔开放。气孔是植物体二氧化碳和水分交换的唯一通道，其开放受光、激素和CO2调控。蓝光是气孔开放的最有效光质。拟南芥除CRY1/CRY2外，还含PHOT1/PHOT2蓝光受体，PHOT主要调节向光性、叶绿体运动和气孔开放。研究发现cry1 cry2双突变体对蓝光反应减弱，CRY1过量表达植株对蓝光超敏感。cop1突变体在黑暗条件下气孔组成型开放，证明COP1为主要负调控因子。CRY通过与COP1蛋白直接相互作用负调控COP1活性，调节气孔开放。通过构建多种突变体，遗传分析证实COP1位于CRY和PHOT下游，蓝光信号需经COP1调节气孔开放。该成果作为封面论文于2005年8月23日发表在《美国科学院院报》（PNAS）。

本研究系统阐明了高等植物蓝光受体CRY的结构功能机制及其在气孔调控中的核心作用，为植物光信号转导和环境适应机制研究提供了重要理论基础。

参考文献：
1. The Plant Cell, 2005年5月1日
2. 美国科学院院报（PNAS），2005年8月23日