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過程中的重要作用。
近年來,多個RLKs被發(fā)現(xiàn)在根毛的生長發(fā)育過程中也起著至關(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)參與這一過程。SCM被認(rèn)為是早期接受來自于2個皮層細(xì)胞間隙的信號分子而調(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)對擬南芥根表皮細(xì)胞的命運決定。GSO1/2也是擬南芥根表皮細(xì)胞命運決定過程中的重要調(diào)控因子,但是其相應(yīng)的配體分子及下游信號傳導(dǎo)過程都未被揭示。3組受體激酶在這一過程中的相互關(guān)系還有待于進一步的研究。
頂端聚集的活性氧(Reactive oxygen specifies,ROS)和鈣離子(Ca2+)濃度梯度對于根毛的極性生長十分重要。FER(FERONIA)屬于CrRLK1L(Catharanthus roseus RLK1-like)家族,它可以通過激活RHO GTPase信號而促進ROS的產(chǎn)生,進而促進根毛的伸長。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。CAP1([Ca2+]CYT-ASSOCIATED PROTEIN KINASE 1)在根毛生長發(fā)育過程中是否起作用尚有爭議。MRH1(MORPHOGENESIS OF ROOT HAIR 1)屬于LRR-RLK家族,也是根毛頂端生長過程中的重要因子,但其具體調(diào)控機理仍不清楚。綜合運用遺傳、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轉(zhuǎn)導(dǎo)過程是十分必要的。