中國科學(xué)院發(fā)現(xiàn)植物氣孔細(xì)胞分裂調(diào)控新機制

2021年11月，《Journal of Integrative Plant Biology》在線發(fā)表了中國科學(xué)院植物研究所樂捷課題組題為“Arabidopsis F-BOX STRESS INDUCED 4 is required to repress excessive divisions in stomatal development”的研究論文。模式植物擬南芥FOUR LIPS（FLP）是最早被發(fā)現(xiàn)的氣孔發(fā)育調(diào)控基因之一。FLP作為MYB轉(zhuǎn)錄因子，通過對CYCA2;3、CDKB1;1、CDKA;1基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控參與氣孔發(fā)育后期細(xì)胞分裂，確保保衛(wèi)細(xì)胞母細(xì)胞只發(fā)生一次分裂，產(chǎn)生一對保衛(wèi)細(xì)胞，這對于氣孔行使其生理調(diào)控功能至關(guān)重要。研究從flp-1突變體的EMS誘變?nèi)褐泻Y選到一個能明顯增強flp-1氣孔表型的突變體，發(fā)現(xiàn)該突變基因編碼是F-BOX STRESS INDUCED 4（FBS4）。FBS4作為E3泛素連接酶SCF復(fù)合體的亞基，通過26S蛋白酶體降解路徑降解細(xì)胞周期蛋白CYCA2;3，從而參與氣孔發(fā)育的對稱分裂過程。該研究提出在氣孔發(fā)育終期細(xì)胞分裂，細(xì)胞周期蛋白CYCA2;3的基因在轉(zhuǎn)錄水平上受到FLP負(fù)調(diào)控，在蛋白水平也受到FBS4的精細(xì)調(diào)控。該研究成果為進(jìn)一步解析植物器官發(fā)生、發(fā)育中細(xì)胞分裂和分化機制提供了新的線索。