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β-环柠檬醛（β-cc）是一种β-胡萝卜素氧化产物，被认为是一种早期逆行信号，可预先启动对光氧化胁迫的防护。然而，其与光合驯化之间的时间关系仍未得到解析。外源β-cc可在数分钟内诱导细胞质钙信号变化，并在40 min内诱导β-cc响应性pAER::LUC解毒报告基因的表达。我们在通风条件下将拟南芥（Arabidopsis thaliana）植株暴露于1500 mol photons m^-2 s^-1的光强，形成一种不伴随热胁迫且光氧化结果相对温和的高光照状态（RT-EL）。在RT-EL过程中，非光化学猝灭逐渐增强，而PSII最大量子产率逐步下降；至16 h时，两种响应均趋于平台期。挥发性β-cc预处理既未改善光合性能，也未改变NPQ动态；相反，内源β-cc和β-环柠檬酸仅在长时间RT-EL处理后（16 h）才发生积累。与此不同，激素谱分析和RNA-seq显示，β-cc依赖性重编程广泛存在，且其总体上与RT-EL诱导的转录响应相反。综上，这些结果揭示了快速β-cc信号传导与其内源性产生之间存在动力学上的分离。在RT-EL条件下，主要的光合调节先于可检测到的β-cc积累发生；而一旦β-cc出现，便可在数分钟内触发细胞响应。因此，我们提出，在过量光照期间，β-cc发挥作用的时机主要取决于显著β-胡萝卜素氧化的发生。
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β-环柠檬醛在拟南芥中诱导区别于过量光响应的快速信号传导
Maurizio Carna，
Edoardo Tosato，
Paolo Korwin Krukowski，
Ambra Selene Parmagnani，
Giuseppe Mannino，
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Alex Costa，
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Stefano D'Alessandro
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.06.757037
Maurizio Carna¹
¹都灵大学生命科学与系统生物学系，意大利都灵 G. Quarello 街15号，邮编10135；
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¹都灵大学生命科学与系统生物学系，意大利都灵 G. Quarello 街15号，邮编10135；
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Ambra Selene Parmagnani²
²米兰大学生物科学系，意大利米兰 Giovanni Celoria 街26号，邮编20133
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¹都灵大学生命科学与系统生物学系，意大利都灵 G. Quarello 街15号，邮编10135；
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stefano.dalessandro.phd{at}gmail.com
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β-环柠檬醛（β–cc）是β-胡萝卜素的一种氧化产物，已被认为是一种早期逆行信号，可为抵御光氧化胁迫预先启动保护机制。然而，其与光合适应之间的时间关系仍未得到解决。外源β–cc在数分钟内诱导了细胞质钙水平的变化，并在40分钟内诱导了β–cc响应型 pAER::LUC 解毒报告基因。我们在通风条件下将拟南芥（Arabidopsis thaliana）植株暴露于1500 μmol photons m⁻² s⁻¹的光照下，从而形成高辐照度条件；该条件不会伴随热胁迫，且引发的光氧化效应相对温和（RT–EL）。在RT–EL过程中，非光化学猝灭逐渐增强，而PSII最大量子产率逐步下降；两种响应均在16小时左右趋于平台。挥发性β–cc预处理既未改善光合性能，也未改变NPQ动态；相反，内源性β–cc和β–环柠檬酸仅在长时间RT–EL处理后（16小时）才发生积累。与之相反，激素谱分析和RNA测序显示，β–cc依赖性的广泛重编程在很大程度上与RT–EL的转录响应相反。综上，这些结果揭示了快速β–cc信号传导与其内源性生成之间存在动力学上的分离。在RT–EL条件下，主要的光合调节先于可检测到的β–cc积累发生；而一旦β–cc出现，便可在数分钟内触发细胞响应。因此，我们提出，过量光条件下β–cc发挥作用的时机，主要取决于显著β-胡萝卜素氧化的开始。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助信息声明
意大利大学与科研部，
D53D23022160001（IRONCROP），
D53D23005110001（LICAT）
版权
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保留所有权利。未经许可不得以任何方式重复使用。
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发布于2026年10月7日。
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Maurizio Carna，
Edoardo Tosato，
Paolo Korwin Krukowski，
Ambra Selene Parmagnani，
Giuseppe Mannino，
Alex Costa，
Stefano D'Alessandro
bioRxiv
2026.10.06.757037；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.06.757037
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β-环柠檬醛在拟南芥中诱导区别于过量光响应的快速信号传导
Maurizio Carna，
Edoardo Tosato，
Paolo Korwin Krukowski，
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Stefano D'Alessandro
bioRxiv
2026.10.06.757037；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.06.757037
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关键词：β-环柠檬醛 · 拟南芥 · 逆行信号 · 光氧化胁迫 · 细胞质钙信号 · 光合驯化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.06.757037v1?rss=1