7月7日，沈阳农业大学生物科学技术学院汪澈团队在Plant Physiology在线发表了题为GLABRA2 Regulates Actin Bundling Protein VILLIN1 in Root Hair Growth in Response to Osmotic Stress的研究论文。该研究阐明了细胞骨架对根毛细胞生长终止的分子调节机制，揭示了根毛生长过程中微丝结合蛋白的转录调控机制，对细胞骨架调节根毛生长机理研究提供了重要的科学理论依据。
根毛是植物根系吸收水和营养物质最关键的部位，也是研究细胞生长的模式系统，因此根毛生长的研究具有重要的科学意义。细胞骨架是调节植物根毛细胞生长的必需因子，然而由于细胞骨架结构小，始终处于动态变化，研究技术要求很高，相关的分子机制揭示甚少。本团队通过对 VLN1 突变体、过表达及回复突变转基因材料的观察发现，VLN1 通过影响根毛生长时间来负向调节根毛的生长，对其进行组织定位及亚细胞定位发现VLN1 在拟南芥根毛中有高度表达。根毛生长分为四个阶段，即起始 （隆起） 部位形成阶段，快速生长阶段，即将停止生长/缓慢生长阶段和完全停止生长阶段。通过对野生型及突变体荧光材料的微丝动态观察，发现在根毛生长的即将停止和完全停止生长阶段，VLN1 是根毛顶端及亚顶端区域的粗微丝束形成所必需的，并且能够通过形成粗的微丝束来起到抑制根毛生长的作用。
图：根毛生长中VLN1对微丝捆绑的实时动态调节过程
此外，本团队对 GL2 突变体、过表达、及相关双基因材料的观察显示，GL2 在调节根毛生长方面具有与 VLN1 类似的作用，而 VLN1 的过表达会抑制 gl2 突变体的根毛和植物生长表型。另外，体内及体外蛋白实验显示 GL2 直接识别 VLN1启动子特异结合序列，并调节 VLN1 在根毛中的表达，进一步研究发现，GL2调节 VLN1 途径负向响应渗透胁迫诱导的根毛生长。
图：渗透胁迫下根毛生长中GL2调节VLN1的工作模式图
汪澈教授为本文通讯作者，引进的青年人才王显玲副教授、博士研究生毕霜田和王璐为共同第一作者。本项目获得了国家自然科学基金、辽宁省“百千万”人才工程项目、辽宁省教育厅项目和校天柱山学者的资助。
论文链接：
http://www.plantphysiol.org/content/early/2020/07/07/pp.20.00480
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