PNAS | 中国农业大学郭岩教授团队揭示盐胁迫下SOS2–RhoGDI1–ROP2模块调控拟南芥根毛发育的分子机制

作为固着生物，植物必须应对各种环境挑战得以生存，并且必须具备随着环境变化而积极调节其生长和发育的适应策略。土壤盐分是最严重的非生物胁迫之一，阻碍植物正常生长发育，限制了农业生产力和农作物在世界范围内的分布。根毛是表皮细胞横向延伸的产物，它们的存在大大增加了根系表皮细胞与土壤的接触面积，能够提高根系吸收养分的效率。根毛的发育和形态建成在很大程度上受到环境的影响，而植物调节其发育和生长以平衡持续生长和盐胁迫防御的机制尚不清楚。

近日，PNAS在线发表了中国农业大学生物学院郭岩教授团队题为“Phosphorylation of RhoGDI1, a Rho GDP dissociation inhibitor, regulates root hair development in Arabidopsis under salt stress”的研究论文，该研究发现SOS2-RhoGDI1-ROP2模块可确保对根毛发育进行适当调控，从而使植物在盐胁迫下获得最佳生长和耐盐性。

该研究表明，盐胁迫下拟南芥幼苗根毛的生长受SALT OVERLY SENSITIVE 2 (SOS2)–GUANOSINE NUCLEOTIDE DIPHOSPHATE DISSOCIATION INHIBITOR 1 (RhoGDI1)–Rho GTPASE OF PLANTS 2 (ROP2)模块的调节。激酶SOS2被盐胁迫激活，随后磷酸化根毛调控因子RhoGDI1以降低其稳定性。RhoGDI1丰度的变化参与了ROP2的极性定位和根毛起始以及极性生长的精细调控，说明SOS2所调控的根毛发育对盐胁迫下的植物生长至关重要。以上研究结果同时揭示了盐胁迫下的组织特异性响应平衡耐盐性和基本生长的分子调节机制。

图1. SOS2-RhoGDI1模块调节根毛生长

图2. RhoGDI1的磷酸化对其在植物耐盐性中的作用至关重要。（E）在盐胁迫下，SOS2激酶被激活并磷酸化根毛生长调节因子RhoGDI1以介导其稳定性。磷酸化的RhoGDI1进一步增强了ROP2的活性和极性定位，从而促进根毛发育以提高植物耐盐性。

中国农业大学生物学院郭岩教授为论文通讯作者，课题组刘香凝博士为本文第一作者，中国农业大学生物学院傅缨教授以及于翔、马亮博士等参与了该项研究。相关工作得到了国家自然科学基金项目的资助，另感谢山东农业大学张彦教授和南方科技大学郭红卫教授提供实验材料的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2217957120

转自：“植物生物学研究”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！