本科毕业于云南大学，博士毕业于中科院西双版纳热带植物园，版纳植物园研究员以通讯作者身份发表Plant Cell

近日，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）在The Plant Cell期刊上发表题为“Arabidopsis BRUTUS, BRUTUS-LIKE, and bHLH IVc subgroup proteins coordinate iron homeostasis in the root and shoot”的研究成果。版纳植物园植物矿质营养研究组博士毕业生赵俊惠为第一作者，梁岗研究员为通讯作者。

铁（Fe）是植物生长发育必须的微量营养元素。遭受缺铁胁迫时，植物通过激活铁吸收基因的表达以获取铁；在铁供应过量时，植物会及时抑制铁吸收系统以减少铁吸收。植物精细调控体内铁平衡的过程称为铁稳态。BRUTUS（BTS）及其同源蛋白BTS LIKE1（BTSL1）和BTSL2是拟南芥的铁感应器，而bHLH IVc亚族转录因子（包括bHLH34、bHLH104、bHLH105和bHLH115）是拟南芥缺稳态信号的正调控因子。然而，关于BTS/BTSL1/2和bHLH IVc协调整个植物铁稳态的机制尚不清楚。对于大多数植物而言，地上部是植株生物量的主要构成部分，且相比地下根系，其对铁元素的需求量更高。与研究较为深入的根系缺铁响应机制不同，地上部的缺铁响应机制尚未引起足够关注。因此，植物在全局水平上调控铁稳态的机制还存在较大空白。

针对当前植物铁稳态信号调控存在的主要科学问题，版纳植物园研究人员开展了一系列分子生物、生理学和遗传学实验，揭示了BTS/BTSL1/2与bHLH IVc在植物全局水平上协同调控铁稳态的分子机制。该研究发现：（1）BTSL1/2基因主要在根中表达，而BTS基因则在整个植株中表达；尽管二者的突变均可以导致植株积累铁，但只有BTS负责缓解植物地上部的铁毒害。（2）BTS位于细胞核，而BTSL1/2位于细胞质；BTS可以促进BTSL1/2在细胞核定位。（3）BTSL1/2能促进bHLH IVc亚族蛋白的泛素化降解，但这种泛素化降解只发生在根部。（4）四个bHLH IVc基因全部缺失时，缺铁诱导基因的表达在拟南芥根和地上部均不再响应缺铁，表明bHLH IVc是植物全局铁稳态的核心调控因子。（5）BTS和BTSL1/2调控铁信号的功能依赖于bHLH IVc蛋白。（6）bHLH IVc与BTS/BTSL1/2形成反馈调控回路：BTS与BTSL1/2促进bHLH IVc蛋白的泛素化降解，而bHLH IVc激活BTS和BTSL1/2的转录。该研究阐明了BTS与BTSL1/2在植物根系和地上部中的独特功能，同时凸显了bHLH IVc蛋白在调控根系与地上部缺铁响应过程中的关键作用。

BTS/BTSL1/2和bHLH IVc协同调控植物全局铁稳态的工作模型