黎家課題組綜述受體激酶調(diào)控?cái)M南芥根毛發(fā)育研究進(jìn)展

2018年9月21日，黎家課題組闡述了受體激酶（Receptor-like protein kinases，RLKs）在擬南芥根毛形成及其頂端生長(zhǎng)過(guò)程中的重要作用。

近年來(lái)，多個(gè)RLKs被發(fā)現(xiàn)在根毛的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中也起著至關(guān)重要的作用。在擬南芥中，根表皮細(xì)胞的分化是由其位置決定的：只有與2個(gè)皮層細(xì)胞相接觸的表皮細(xì)胞可以分化形成根毛細(xì)胞，而僅與1個(gè)皮層細(xì)胞相接觸的表皮細(xì)胞不能形成根毛細(xì)胞。目前，3組富含亮氨酸重復(fù)序列的受體激酶（Leucine-rich repeat receptor-like kinases，LRR-RLKs）：SCM（SCRAMBLED）、BRI1（BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1）和GSO1/2（GASSHO1/2）被發(fā)現(xiàn)參與這一過(guò)程。SCM被認(rèn)為是早期接受來(lái)自于2個(gè)皮層細(xì)胞間隙的信號(hào)分子而調(diào)控下游轉(zhuǎn)錄因子功能的重要元件。BRI1介導(dǎo)油菜素甾醇（Brassinosteroids， BRs）對(duì)擬南芥根表皮細(xì)胞的命運(yùn)決定。GSO1/2也是擬南芥根表皮細(xì)胞命運(yùn)決定過(guò)程中的重要調(diào)控因子，但是其相應(yīng)的配體分子及下游信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程都未被揭示。3組受體激酶在這一過(guò)程中的相互關(guān)系還有待于進(jìn)一步的研究。

頂端聚集的活性氧（Reactive oxygen specifies，ROS）和鈣離子（Ca2+）濃度梯度對(duì)于根毛的極性生長(zhǎng)十分重要。FER（FERONIA）屬于CrRLK1L（Catharanthus roseus RLK1-like）家族，它可以通過(guò)激活RHO GTPase信號(hào)而促進(jìn)ROS的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)根毛的伸長(zhǎng)。MRI（MARIS）屬于RLCK（Receptor-like cytoplasmic kinase）家族，被發(fā)現(xiàn)在FER下游發(fā)揮功能。RHS10（ROOT HAIR SPECIFIC 10）是一個(gè)PERK（Proline-rich extensin-like receptor kinase）型的RLK，它抑制ROS的產(chǎn)生而負(fù)調(diào)控根毛的生長(zhǎng)。CAP1（[Ca2+]CYT-ASSOCIATED PROTEIN KINASE 1）在根毛生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中是否起作用尚有爭(zhēng)議。MRH1（MORPHOGENESIS OF ROOT HAIR 1）屬于LRR-RLK家族，也是根毛頂端生長(zhǎng)過(guò)程中的重要因子，但其具體調(diào)控機(jī)理仍不清楚。綜合運(yùn)用遺傳、細(xì)胞、分子、生化及單細(xì)胞組學(xué)等技術(shù)揭示這些RLKs的配體分子及其下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程是十分必要的。