上海交大研究团队揭示生长素与细胞骨架调控植物发育的新机制

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近日，国际著名科学期刊《ProceedingsoftheNationalAcademyoftheSciencesoftheUnitedStatesofAmerica》（PNAS）在线发表了上海交通大学生命科学技术学院张大兵教授研究团队在植物激素信号和细胞骨架方面的最新进展《Riceactin-bindingproteinRMDisakeylinkintheauxin–actinregulatoryloopthatcontrolscellgrowth》。

长期以来，植物细胞定向生长介导形态建成的分子遗传机理一直是发育生物学研究的热点。高等植物株型的建立依赖于组织中不同类型细胞的生长发育，细胞骨架体系和植物生长素信号在植物的形态建成和细胞生长过程中发挥了重要的作用。细胞骨架通过改变生长素输出载体PINs（PIN-FORMEDs）的再循环效率来影响生长素的极性运输，而生长素又可以调节细胞骨架在细胞中的动态和组织方式，这种存在于生长素应答信号和细胞骨架之间的反馈调节机制尚不明朗。在水稻中开展该方面的研究不仅有助于植物科学基础问题的理解，而且能够为农艺性状改良提供重要的分子基础。
张大兵教授研究团队在已有工作基础上（Zhangetal.,2011,PlantCell,http://www.plantcell.org/content/23/2/681.long），通过深入研究，发现微丝结合蛋白RMD（RiceMorphologyDeterminant）是生长素—微丝从细胞核到细胞质反馈调控环通路的重要因子，在生长素信号和微丝成束及排布过程中发挥重要的连接作用。生长素通过生长素应答因子OsARF23和OsARF24直接调节RMD的表达；同时，OsARF23/24-RMD又是生长素自主调控途径中的关键组分，是控制植物细胞微丝排布方向的功能性分子开关，并且这个开关直接影响OsPINs蛋白的运输，生长素的运输分布和生长素介导的植物细胞生长。

本研究为生长素经细胞核信号途径调控植物细胞生长提供了一个研究范式，并在细胞和分子水平解析了新的植物细胞生长和形态建成调控模式，对以理想株型为目标的作物性状改良具有重要的意义。