2025年8月，荷兰乌得勒支大学的K. van Gelderen等人在The Plant Cell发表了题为“Gibberellin transport affects lateral root growth through HY5 in response to far-red light”的文章，该文章揭示了植物地上部感知的远红光信号通过赤霉素的长距离运输并调控根系发育的分子机制，为作物根系优化提供新策略。
地上部施加的赤霉素可通过维管组织运输至根部。研究利用赤霉素生物传感器GPS1，在植物根部内皮层、中柱等维管组织区域检测到这些地上部来源的赤霉素；进一步观测发现，当地上部接受远红光处理后，根尖伸长区与侧根原基中的赤霉素水平也出现显著上升。
图1. 赤霉素参与远红光诱导的根系发育变化
HY5是光信号通路中的关键转录因子，参与介导根系对赤霉素的响应。研究发现，在HY5-HYH双突变体中，白光+远红光处理不再引起侧根密度的显著变化，且植株对赤霉素的敏感性也明显降低，说明HY5是赤霉素调控根生长所必需的。
图2.赤霉素处理与HY5-HYH突变体对基因表达的影响
赤霉素通过降解DELLA蛋白(如RGA)，间接调控转录因子HY5在侧根原基中的积累。通过免疫印迹和荧光标记实验证实，白光+远红光处理能够促进根部RGA蛋白的降解，而这一过程依赖于HY5的功能。
图3.赤霉素和HY5在远红光下调节侧根生长的模型
HY5通过抑制生长素信号通路来抑制侧根生长。赤霉素处理能够增强HY5与下游靶基因启动子的结合能力，从而抑制生长素相关基因的表达，最终抑制侧根的发生。
图4.HY5抑制侧根发育相关基因的表达
该研究揭示了由赤霉素介导、HY5执行的地上光信号调控根系发育的新机制，深化了我们对植物在遮荫条件下资源分配策略的理解，也为未来作物株型改良与抗逆育种提供了潜在靶点。
