本科畢業于云南大學，博士畢業于中科院西雙版納熱帶植物園，版納植物園研究員以通訊作者身份發表Plant Cell

近日，中國科學院西雙版納熱帶植物園（以下簡稱“版納植物園”）在The Plant Cell期刊上發表題為“Arabidopsis BRUTUS, BRUTUS-LIKE, and bHLH IVc subgroup proteins coordinate iron homeostasis in the root and shoot”的研究成果。版納植物園植物礦質營養研究組博士畢業生趙俊惠為第一作者，梁崗研究員為通訊作者。

鐵（Fe）是植物生長發育必須的微量營養元素。遭受缺鐵脅迫時，植物通過激活鐵吸收基因的表達以獲取鐵；在鐵供應過量時，植物會及時抑制鐵吸收系統以減少鐵吸收。植物精細調控體內鐵平衡的過程稱為鐵穩態。BRUTUS（BTS）及其同源蛋白BTS LIKE1（BTSL1）和BTSL2是擬南芥的鐵感應器，而bHLH IVc亞族轉錄因子（包括bHLH34、bHLH104、bHLH105和bHLH115）是擬南芥缺穩態信號的正調控因子。然而，關于BTS/BTSL1/2和bHLH IVc協調整個植物鐵穩態的機制尚不清楚。對于大多數植物而言，地上部是植株生物量的主要構成部分，且相比地下根系，其對鐵元素的需求量更高。與研究較為深入的根系缺鐵響應機制不同，地上部的缺鐵響應機制尚未引起足夠關注。因此，植物在全局水平上調控鐵穩態的機制還存在較大空白。

針對當前植物鐵穩態信號調控存在的主要科學問題，版納植物園研究人員開展了一系列分子生物、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同調控鐵穩態的分子機制。該研究發現：（1）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。（2）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。（3）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生在根部。（4）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是植物全局鐵穩態的核心調控因子。（5）BTS和BTSL1/2調控鐵信號的功能依賴于bHLH IVc蛋白。（6）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。

BTS/BTSL1/2和bHLH IVc協同調控植物全局鐵穩態的工作模型