黎家課題組綜述受體激酶調控擬南芥根毛發育研究進展

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過程中的重要作用。

近年來，多個RLKs被發現在根毛的生長發育過程中也起著至關重要的作用。在擬南芥中，根表皮細胞的分化是由其位置決定的：只有與2個皮層細胞相接觸的表皮細胞可以分化形成根毛細胞，而僅與1個皮層細胞相接觸的表皮細胞不能形成根毛細胞。目前，3組富含亮氨酸重復序列的受體激酶（Leucine-rich repeat receptor-like kinases，LRR-RLKs）：SCM（SCRAMBLED）、BRI1（BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1）和GSO1/2（GASSHO1/2）被發現參與這一過程。SCM被認為是早期接受來自于2個皮層細胞間隙的信號分子而調控下游轉錄因子功能的重要元件。BRI1介導油菜素甾醇（Brassinosteroids， BRs）對擬南芥根表皮細胞的命運決定。GSO1/2也是擬南芥根表皮細胞命運決定過程中的重要調控因子，但是其相應的配體分子及下游信號傳導過程都未被揭示。3組受體激酶在這一過程中的相互關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的產生，進而促進根毛的伸長。MRI（MARIS）屬于RLCK（Receptor-like cytoplasmic kinase）家族，被發現在FER下游發揮功能。RHS10（ROOT HAIR SPECIFIC 10）是一個PERK（Proline-rich extensin-like receptor kinase）型的RLK，它抑制ROS的產生而負調控根毛的生長。CAP1（[Ca2+]CYT-ASSOCIATED PROTEIN KINASE 1）在根毛生長發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，但其具體調控機理仍不清楚。綜合運用遺傳、細胞、分子、生化及單細胞組學等技術揭示這些RLKs的配體分子及其下游的信號轉導過程是十分必要的。