近日，生命科學(xué)學(xué)院孟祥宗課題組在植物學(xué)知名期刊New Phytologist上發(fā)表了題為“An EPFL peptide signaling pathway promotes stamen elongation via enhancing filament cell proliferation to ensure successful self-pollination in Arabidopsis thaliana”的研究論文，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控植物育性的EPFL家族小肽信號(hào)分子及其下游信號(hào)通路。

花是開(kāi)花植物的繁殖器官，雄蕊是其重要的組成部分，由花藥和花絲組成。早期雄蕊形態(tài)建成以及晚期花絲伸長(zhǎng)、花藥開(kāi)裂和花粉粒成熟都關(guān)系到植株是否可育。由雄蕊發(fā)育異常導(dǎo)致的植株不育，稱(chēng)之為植物雄性不育，植物雄性不育分子機(jī)制的研究是目前植物學(xué)研究熱點(diǎn)之一。植物小肽信號(hào)分子通過(guò)介導(dǎo)細(xì)胞—細(xì)胞通訊在植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及對(duì)外界生物和非生物脅迫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。

該研究發(fā)現(xiàn)擬南芥EPFL家族小肽信號(hào)分子EPFL4、EPFL5和EPFL6功能冗余，三者共同通過(guò)正向調(diào)控花絲細(xì)胞增殖而促進(jìn)花絲生長(zhǎng)，從而保證植物成功授粉及正常育性。通過(guò)遺傳和生化分析，該研究還發(fā)現(xiàn)ERECTA家族和SERK家族類(lèi)受體激酶通過(guò)形成受體蛋白復(fù)合物而識(shí)別EPFL4、EPFL5和EPFL6小肽信號(hào)分子、進(jìn)而調(diào)控?cái)M南芥花絲生長(zhǎng)及育性。該研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)絲裂原活化蛋白激酶級(jí)聯(lián)途徑MKK4/MKK5-MPK6作用于EPFL4/EPFL5/EPFL6信號(hào)通路下游、調(diào)控?cái)M南芥花絲細(xì)胞增殖及花絲生長(zhǎng)。因此，該研究在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了一條通過(guò)正向調(diào)控花絲細(xì)胞增殖而促進(jìn)花絲生長(zhǎng)的小肽信號(hào)通路。植物激素茉莉酸、赤霉素和油菜素內(nèi)酯已被發(fā)現(xiàn)通過(guò)正向調(diào)控花絲細(xì)胞伸長(zhǎng)而促進(jìn)花絲生長(zhǎng)，而該研究則發(fā)現(xiàn)EPFL4/EPFL5/EPFL6小肽信號(hào)通路通過(guò)正向調(diào)控花絲細(xì)胞增殖而促進(jìn)花絲生長(zhǎng)，對(duì)于我們認(rèn)識(shí)植物花絲發(fā)育的調(diào)控機(jī)制具有重要意義，并為植物雄性不育的分子設(shè)計(jì)提供了新的思路。

生命科學(xué)學(xué)院何云霞實(shí)驗(yàn)師和碩士生何小夢(mèng)為該論文的并列第一作者，孟祥宗教授為通訊作者。生命科學(xué)學(xué)院楊仲南教授為該研究提供了幫助。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

EPFL4/EPFL5/EPFL6小肽信號(hào)通路通過(guò)調(diào)控花絲細(xì)胞增殖而促進(jìn)花絲生長(zhǎng)

圖中所示植物表型分別為野生型Col-0植物及epfl4/5/6三突體的育性、花絲長(zhǎng)短、及花絲細(xì)胞大小和形態(tài)。

論文鏈接網(wǎng)址：https://doi.org/10.1111/nph.18806

（供稿、圖片：生命科學(xué)學(xué)院）