The Plant Cell | SYP123–VAMP727 SNARE复合物为拟南芥根毛柄部硬化提供次生细胞壁成分

根毛是根表皮细胞快速生长的管状突起，在植物吸收水分和养分方面起重要作用。根毛的形成包括根尖生长和通过产生次级细胞壁来形成一种会硬化的细长管状结构。目前对根毛尖端物质的极性化分泌已经得到了很好的研究。然而，对根毛次生细胞壁物质的分泌机制却知之甚少。

2023年9月15日，The Plant Cell 杂志在线发表了日本京都府立大学的一篇题为“ The SYP123–VAMP727 SNARE complex delivers secondary cell wall components for root hair shank hardening in Arabidopsis ”的研究论文。该研究表明，拟南芥根毛特异性Qa-SNARE蛋白SYP123和R-SNARE VAMP727通过FAB1介导次生细胞壁成分的传递，导致根毛柄部的硬化。

根毛的尖端细胞极化生长是将新合成的物质通过极化膜运输机制和柄部细胞壁扩张分泌到根毛尖端来实现的。在拟南芥中，两个PM Qa SNAREs，即植物的syntaxin 123 (SYP123)和SYP132，以协同的方式与R-SNARE囊泡相关膜蛋白721（VAMP721）和VAMP722的转运作用，介导用于根毛尖端生长的运输，促进根尖生长。除尖端生长外，根毛的形成还包括通过产生次生细胞壁层形成细长的管状结构，从而伴随着柄部的硬化。SYP123可能参与了根毛细胞的两种不同的分泌途径。通过重新研究了GFP-SYP123在PM中的定位动态。发现在根毛发育过程中SYP123均匀分布在根毛的整个PM中起始和终止阶段，与根尖区域相比，SYP123在根尖下和柄部区域的质膜上定位增强。

图1：绿色荧光蛋白SYP123在生长根系质膜上的定位

磷脂酰肌醇-3,5-二磷酸[PtdIns (3,5) P2]是单倍体和双核细胞1 (FAB1)形成的酶促产物，参与了拟南芥根毛柄部的硬化，这表明存在FAB1介导的替代分泌途径，用于传递次要细胞壁成分，以促进根毛柄硬化。在使用YM201636处理或通过雌二醇诱导的FAB1A和FAB1B敲低减少PtdIns（3，5）P2合成后，胞质溶胶中GFP-SYP123的点状结构显著增加。

图2：抑制PtdIns（3，5）P2合成时GFP-SYP123的体内定位

该研究还发现：抑制磷脂酰肌醇(PtdIns)(3,5)P2的产生会损害SYP123在质膜上的定位和SYP123介导的根毛柄部硬化。此外，syp123突变体的根毛伸长对PtdIns(3,5)P2合成抑制剂不敏感。SYP123与VAMP721和VAMP727相互作用；syp123和vamp727突变体由于次级细胞壁成分沉积受损而表现出柄细胞壁硬度降低，两者在传递次生细胞壁成份的过程中发挥了非常重要的作用。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koad240

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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