黎家课题组综述受体激酶调控拟南芥根毛发育研究进展

2018年9月21日，黎家课题组阐述了受体激酶（Receptor-like protein kinases，RLKs）在拟南芥根毛形成及其顶端生长过程中的重要作用。

近年来，多个RLKs被发现在根毛的生长发育过程中也起着至关重要的作用。在拟南芥中，根表皮细胞的分化是由其位置决定的：只有与2个皮层细胞相接触的表皮细胞可以分化形成根毛细胞，而仅与1个皮层细胞相接触的表皮细胞不能形成根毛细胞。目前，3组富含亮氨酸重复序列的受体激酶（Leucine-rich repeat receptor-like kinases，LRR-RLKs）：SCM（SCRAMBLED）、BRI1（BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1）和GSO1/2（GASSHO1/2）被发现参与这一过程。SCM被认为是早期接受来自于2个皮层细胞间隙的信号分子而调控下游转录因子功能的重要元件。BRI1介导油菜素甾醇（Brassinosteroids， BRs）对拟南芥根表皮细胞的命运决定。GSO1/2也是拟南芥根表皮细胞命运决定过程中的重要调控因子，但是其相应的配体分子及下游信号传导过程都未被揭示。3组受体激酶在这一过程中的相互关系还有待于进一步的研究。

顶端聚集的活性氧（Reactive oxygen specifies，ROS）和钙离子（Ca2+）浓度梯度对于根毛的极性生长十分重要。FER（FERONIA）属于CrRLK1L（Catharanthus roseus RLK1-like）家族，它可以通过激活RHO GTPase信号而促进ROS的产生，进而促进根毛的伸长。MRI（MARIS）属于RLCK（Receptor-like cytoplasmic kinase）家族，被发现在FER下游发挥功能。RHS10（ROOT HAIR SPECIFIC 10）是一个PERK（Proline-rich extensin-like receptor kinase）型的RLK，它抑制ROS的产生而负调控根毛的生长。CAP1（[Ca2+]CYT-ASSOCIATED PROTEIN KINASE 1）在根毛生长发育过程中是否起作用尚有争议。MRH1（MORPHOGENESIS OF ROOT HAIR 1）属于LRR-RLK家族，也是根毛顶端生长过程中的重要因子，但其具体调控机理仍不清楚。综合运用遗传、细胞、分子、生化及单细胞组学等技术揭示这些RLKs的配体分子及其下游的信号转导过程是十分必要的。