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植物精細調控體內鐵平衡的過程稱為鐵穩(wěn)態(tài)。BTS及其同源蛋白BTS LIKE1和BTSL2是擬南芥的鐵感應器，而bHLH IVc亞族轉錄因子是擬南芥缺穩(wěn)態(tài)信號的正調控因子。關于BTS/BTSL1/2和bHLH IVc協(xié)調整個植物鐵穩(wěn)態(tài)的機制尚不清楚。

中國科學院西雙版納熱帶植物園研究人員開展了一系列分子生物學、生理學和遺傳學實驗，揭示了BTS/BTSL1/2與bHLH IVc在植物全局水平上協(xié)同調控鐵穩(wěn)態(tài)的分子機制。

研究發(fā)現，BTSL1/2基因主要在根中表達，而BTS基因則在整個植株中表達。盡管二者的突變均可以導致植株積累鐵，但只有BTS負責緩解植物地上部的鐵毒害。BTS位于細胞核，而BTSL1/2位于細胞質；BTS可以促進BTSL1/2在細胞核定位。BTSL1/2能促進bHLH IVc亞族蛋白的泛素化降解，但這種泛素化降解只發(fā)生在根部。四個bHLH IVc基因全部缺失時，缺鐵誘導基因的表達在擬南芥根和地上部均不再響應缺鐵，表明bHLH IVc是植物全局鐵穩(wěn)態(tài)的核心調控因子。BTS和BTSL1/2調控鐵信號的功能依賴于bHLH IVc蛋白。bHLH IVc與BTS/BTSL1/2形成反饋調控回路：BTS與BTSL1/2促進bHLH IVc蛋白的泛素化降解，而bHLH IVc激活BTS和BTSL1/2的轉錄。

該研究闡明了BTS與BTSL1/2在植物根系和地上部中的獨特功能，同時凸顯了bHLH IVc蛋白在調控根系與地上部缺鐵響應過程中的關鍵作用。

相關研究成果以Arabidopsis BRUTUS, BRUTUS-LIKE, and bHLH IVc subgroup proteins coordinate iron homeostasis in the root and shoot為題，發(fā)表在《植物細胞》（The Plant Cell）上。研究工作得到國家自然科學基金、云南省基礎研究計劃等的支持。

論文鏈接

BTS/BTSL1/2和bHLH IVc協(xié)同調控植物全局鐵穩(wěn)態(tài)的工作模型