De-etiolation is indispensable for seedling survival and development. However, how sugars regulate de-etiolation and how sugars induce ethylene (ET) for seedlings to grow out of soil remain elusive. Here, we reveal how a sucrose (Suc) feedback loop promotes de-etiolation by inducing ET biosynthesis. Under darkness, Suc in germinating seeds preferentially induces 1-amino-cyclopropane-1-carboxylate synthase (ACS7; encoding a key ET biosynthesis enzyme) and associated ET biosynthesis, thereby activating ET core component ETHYLENE-INSENSITIVE3 (EIN3). Activated EIN3 directly inhibits the function of Suc transporter 2 (SUC2; a major Suc transporter) to block Suc export from cotyledons and thereby elevate Suc accumulation of cotyledons to induce ET. Under light, ET-activated EIN3 directly inhibits the function of phytochrome A (phyA; a de-etiolation inhibitor) to promote de-etiolation. We therefore propose that under darkness, the Suc feedback loop (Suc-ACS7-EIN3-|SUC2-Suc) promotes Suc accumulation in cotyledons to guarantee ET biosynthesis, facilitate de-etiolation, and enable seedlings to grow out of soil.

去黄化对于幼苗的生存和发展是必不可少的。然而，糖如何调节去黄化以及糖如何诱导乙烯 (ET) 使幼苗从土壤中长出仍然难以捉摸。在这里，我们揭示了蔗糖 (Suc) 反馈回路如何通过诱导 ET 生物合成来促进去黄化。在黑暗条件下，Suc 在种子发芽中优先诱导1-氨基-环丙烷-1-羧酸合酶( ACS7; 编码关键的 ET 生物合成酶）和相关的 ET 生物合成，从而激活 ET 核心成分 ETHYLENE-INSENSITIVE3 (EIN3)。激活的 EIN3 直接抑制 Suc 转运蛋白 2（SUC2；主要的 Suc 转运蛋白）的功能，以阻止 Suc 从子叶输出，从而提高 Suc 的子叶积累以诱导 ET。在光照下，ET 激活的 EIN3 直接抑制光敏色素 A（phyA；一种去黄化抑制剂）的功能，从而促进去黄化。因此，我们建议在黑暗中，Suc 反馈回路 (Suc-ACS7-EIN3- | SUC2-Suc) 促进 Suc 在子叶中的积累，以保证 ET 生物合成，促进去黄化，并使幼苗能够从土壤中生长出来。