近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的龔達(dá)平課題組聯(lián)合青島農(nóng)業(yè)大學(xué)孔英珍課題組，在植物細(xì)胞壁果膠甲酯化修飾調(diào)控方面取得重要進(jìn)展，揭示了ZAT5、BLH2和BLH4組成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控模塊精細(xì)調(diào)節(jié)種皮粘液質(zhì)果膠同聚半乳糖醛酸去甲酯化過程的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物細(xì)胞（Plant Cell）》（JCR top 5％，IF＝"10.0）上。

植物細(xì)胞壁是一個(gè)由多糖和糖蛋白組成的高度動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，一方面它們需要靈活，以允許快速和定向的細(xì)胞伸長（如花粉管）；另一方面它們必須足夠堅(jiān)硬，以抵抗內(nèi)部膨脹壓力，抵御外界脅迫，并為整個(gè)生物體的生長提供結(jié)構(gòu)和機(jī)械支持。果膠質(zhì)是細(xì)胞壁中重要的起粘合作用的復(fù)雜多糖，含量豐富，約占細(xì)胞壁干重的35％。果膠質(zhì)在高爾基體中初合成并以高度甲酯化的形式分泌到細(xì)胞壁中，只有在果膠甲酯化酶的催化下部分去甲酯化后才能正常行使功能。果膠質(zhì)甲酯化程度的變化會(huì)影響細(xì)胞壁的流變特性，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞伸長、器官形成、果實(shí)成熟、氣孔打開以及生物與非生物脅迫等過程，以響應(yīng)和適應(yīng)植物正常的生長發(fā)育以及外界環(huán)境變化。

果膠質(zhì)去甲酯化過程受到精確的時(shí)空調(diào)節(jié)，目前很多果膠甲酯化酶基因的生物學(xué)功能尚未被報(bào)道，果膠質(zhì)的甲酯化修飾調(diào)控機(jī)制也不十分清楚。該團(tuán)隊(duì)利用擬南芥種皮粘液質(zhì)研究體系，發(fā)現(xiàn)多個(gè)果膠甲酯化酶基因受到上游轉(zhuǎn)錄因子ZAT5的負(fù)調(diào)控從而抑制了果膠質(zhì)去甲酯化過程；同時(shí)發(fā)現(xiàn)ZAT5可與BLH2和BLH4互作，通過互相抑制DNA結(jié)合能力，相互拮抗的調(diào)控甲酯化修飾相關(guān)基因的表達(dá)。該研究揭示了ZAT5和BLH2/4轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體在植物精細(xì)調(diào)控細(xì)胞壁果膠質(zhì)甲酯化修飾中的重要角色，并提出了相應(yīng)的分子調(diào)控模型。這一研究結(jié)果有助于深入理解甲酯化調(diào)控在植物生長發(fā)育中的作用機(jī)制。相關(guān)研究對(duì)作物生長、成熟、品質(zhì)、抗逆性和加工利用等方面都具有重要意義。

煙草所為該論文第一完成單位，解敏敏博士為論文第一作者，丁安明副研究員為共同第一作者，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)孔英珍研究員和煙草所龔達(dá)平研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家自然科學(xué)基金、國家煙草專賣局科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。

（生物技術(shù)研究中心　解敏敏）