人类通过涂抹“防晒霜”防紫外线，你听说过玉米也有自己的“防晒霜”吗？12月16日，深圳大学生命与海洋科学学院院长、特聘教授刘宏涛团队在《自然—通讯》发表研究成果，揭示了玉米体内的蓝光受体ZmCRY1s能感知蓝光信号，通过直接结合蜡质合成相关的BAHD家族酰基转移酶GLOSSY2，进而调整表皮蜡质“配方”与合成量，大幅提升玉米抗紫外能力。

该成果不仅解析了植物抗逆的新机制，为培育更耐晒的高光效玉米品种提供了关键靶点。此外，刘宏涛团队还与中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员张鹏合作解析了ZmCRY1s-GLOSSY2蛋白复合体结构，为光信号传递的分子基础提供直接证据，相关研究成果发表于《科学进展》。

玉米是全球产量最高的粮食作物，它喜欢阳光，但也怕太晒。田间强烈阳光中的紫外线，会损伤叶片光合系统、损伤DNA、造成ROS胁迫、降低产量。不过，玉米有自己的“防晒霜”——叶片表面的表皮蜡质层，能反射、吸收大部分紫外线。这层“防晒霜”的成分和厚度受光照调控，但光调表皮蜡质的机制还是未解之谜。

正常玉米遇蓝光，中胚轴会缩短，表皮蜡质增厚同时伴随成分变化。玉米感知蓝光的“眼睛”中包含3个ZmCRY1蛋白和1个ZmCRY2蛋白。团队通过基因编辑构建“CRY全部失效”的玉米突变体（cry-q），再对比正常玉米和“视力更好的”CRY超表达玉米，他们发现正常玉米遇蓝光中胚轴会缩短、增厚表皮蜡质；而随着蓝光“视觉”能力的下降，cry-q材料不仅对蓝光不灵敏，也极怕紫外线；CRY的超表达玉米则获得更强的“防晒力”。更关键的是，蓝光会让玉米蜡质中C32醛大量增加，C32醛是玉米蜡质组分走向成熟的一个关键中间产物，且其积累依赖ZmCRY1s的“指挥”，突变体即便是见了蓝光也很难合成C32醛。

ZmCRY1s如何“指挥”C32醛生成？团队找到了其“合作伙伴”——GLOSSY2（GL2）蛋白。GL2本是合成蜡质原料的关键蛋白，黑暗中会与KCS6蛋白合作，合成超长链脂肪酸；而蓝光激活ZmCRY1s后，会与KCS6竞争，“抢过”GL2形成新搭档，转而合成C32醛，让蜡质“配方”升级、防晒力倍增。为看清这一过程，团队解析了ZmCRY1s与GL2结合的三维结构，证实了蓝光对二者协作的关键作用，更揭示了竞争性结合的结构基础。

这项研究发现了植物光受体可直接结合代谢酶调控代谢过程，实现光信号到代谢反应的快速、精准传递，为理解植物环境适应的高效调控机制提供了全新范式，也为改良玉米等作物的紫外线耐受性提供精准靶点，为高温、高光、强紫外辐射地区培育稳定高产品种提供技术支撑，有效应对全球气候变化带来的农业挑战。

相关论文信息：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-67587-7

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz0136