光是植物生长发育过程中最重要的环境因子之一，贯穿其整个生命周期。植物虽然无法移动，却能够持续感知外界环境变化，并动态调整生长策略。植物通过多种光受体感知光质与光强变化，启动精确的信号转导网络，从而调控种子萌发、下胚轴伸长、叶片发育、开花转变以及逆境适应等关键生命过程。在光照不足和养分匮乏条件下，植物需要在“快速伸长以获取资源”与“节约能量以维持生存”之间进行动态权衡。这一生长决策依赖于环境信号与细胞内代谢及蛋白稳态系统之间的精细协调。然而，植物如何将外界光信号与细胞内蛋白降解机制相连接，目前仍缺乏深入认识。
近年来研究表明，细胞自噬（autophagy）不仅参与细胞组分的回收与降解，还在环境响应与发育调控中发挥重要作用。其中，自噬核心蛋白ATG8被认为是选择性自噬底物识别的重要平台。杨洪全教授团队前期研究发现，蓝光受体CRY1和赤霉素受体GID1均可通过与ATG8互作调控选择性自噬过程，分别参与光形态建成及种子萌发过程，提示ATG8可能是连接环境信号与生长发育的重要调控节点（Jiang et al., 2025, Plant Cell；Zhang et al., 2025, Molecular Plant）。
近日，上海师范大学生命科学学院杨洪全教授团队在 New Phytologist 在线发表题为The signaling mechanism of phyA involves direct interaction with ATG8 to regulate HY5 autophagic degradation under nutrient starvation的研究论文，进一步揭示了远红光信号调控选择性自噬介导植物营养饥饿响应的新机制。
研究发现，在黑暗且养分受限条件下，ATG8促进自噬体形成并介导转录因子HY5发生自噬降解，从而促进幼苗暗形态建成及快速伸长生长。而在远红光条件下，光敏色素受体phyA直接结合ATG8，通过竞争性抑制HY5–ATG8相互作用，并抑制HY5进入自噬降解途径，从而减少HY5降解、维持其稳定积累，促进光形态建成。结合团队前期关于CRY1和GID1的研究结果，该研究进一步表明，不同光受体及激素受体虽然响应不同环境和内源信号，但均可通过ATG8介导的选择性自噬实现生长调控，提示ATG8可能作为连接环境感知与生长发育的重要信号节点。
基于上述发现，研究团队提出新的理论模型：ATG8不仅是细胞“回收系统”的核心组分，更可能作为连接环境感知与发育调控的关键“信号整合平台”（signaling hub），协同整合光信号、营养状态及激素通路，共同决定植物生长策略。该研究拓展了人们对光信号与自噬协同调控机制的认识，为揭示植物适应复杂环境的分子基础提供了新的理论框架，也为未来通过调控蛋白稳态优化作物生长和逆境适应能力提供了新的思路。
phyA介导远红光抑制HY5的自噬降解促进植物光形态建成的模型图
上海师范大学生命科学学院已毕业博士生江露，张诗龙及在读硕士刘惠珊为该研究工作的共同第一作者，上海师范大学生命科学学院王文秀副教授为该论文的通讯作者，杨洪全教授在该工作的开展过程中给与了指导。上海师范大学生命科学学院卓越创新班在读本科生赵然，张煜倩，在读硕士研究生张晨曦，赵雨婷，在读博士生芦涛，已毕业的硕士研究生牛雨婷等共同参与了这项工作。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目以及上海市分子植物科学重点实验室和上海市种质资源协调中心的资助。
论文链接：
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.71400
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