【Plant Cell】北京市农林科学院揭示气孔运动的细胞壁调控机制

气孔是叶片表皮中由一对保卫细胞形成的小孔，是植物与环境之间气体交换的门户。气孔运动对植物水分利用效率和农业生产效益具有重要影响。保卫细胞的细胞壁结构和特性对气孔运动至关重要，其中保卫细胞壁极点区域硬度加强被认为具有重要作用。然而，控制这一细胞壁特性的基因尚未鉴定，因此气孔运动的细胞壁机制仍然是一个谜团。

2023年7月12日， The Plant Cell在线发表了来自北京市农林科学院生物技术研究所王宏芝研究组题为“The transcription factor MYB156 controls the polar stiffening of guard cell walls in poplar”的研究论文，该研究揭示气孔运动的细胞壁调控机制。

北京市农林科学院生物技术研究所王宏芝研究组利用分子遗传学和生物物理学等方法，证实了保卫细胞壁极点区域硬度特异性加强对气孔运动至关重要。研究者发现，杨树转录因子MYB156通过调控果胶甲酯酶PME6的活性，影响保卫细胞壁极点区域果胶的甲酯化程度和细胞壁的硬度，进而控制气孔运动。MYB156基因缺失导致极点区域的硬度增加，使气孔对各种刺激因素的响应更为迅速。相反，MYB156的过量表达降低了极点区域的硬度，损害了气孔运动能力。保卫细胞壁极点区域硬度加强在植物响应环境变化中发挥着重要作用。该研究为我们深入了解气孔运动过程中保卫细胞壁的作用机制提供了新的视角，并有望通过基因工程手段改良细胞壁特性，进而提高植物对干旱的耐受能力。

转录因子MYB156调控保卫细胞极点区域细胞壁硬度示意图

北京市农林科学院生物技术研究所助理研究员郑林博士为论文第一作者，魏建华研究员和王宏芝研究员为论文共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、北京市农林科学院创新能力建设专项、北京市自然科学基金等项目的支持。

原文链接：

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koad198/7223413

转自：“iPlants”微信公众号

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