生科学院孟祥宗课题组发现调控植物育性的重要小肽信号通路

近日，生命科学学院孟祥宗课题组在植物学知名期刊New Phytologist上发表了题为“An EPFL peptide signaling pathway promotes stamen elongation via enhancing filament cell proliferation to ensure successful self-pollination in Arabidopsis thaliana”的研究论文，发现了调控植物育性的EPFL家族小肽信号分子及其下游信号通路。

花是开花植物的繁殖器官，雄蕊是其重要的组成部分，由花药和花丝组成。早期雄蕊形态建成以及晚期花丝伸长、花药开裂和花粉粒成熟都关系到植株是否可育。由雄蕊发育异常导致的植株不育，称之为植物雄性不育，植物雄性不育分子机制的研究是目前植物学研究热点之一。植物小肽信号分子通过介导细胞—细胞通讯在植物的生长发育以及对外界生物和非生物胁迫应答中发挥重要作用。

该研究发现拟南芥EPFL家族小肽信号分子EPFL4、EPFL5和EPFL6功能冗余，三者共同通过正向调控花丝细胞增殖而促进花丝生长，从而保证植物成功授粉及正常育性。通过遗传和生化分析，该研究还发现ERECTA家族和SERK家族类受体激酶通过形成受体蛋白复合物而识别EPFL4、EPFL5和EPFL6小肽信号分子、进而调控拟南芥花丝生长及育性。该研究还进一步发现丝裂原活化蛋白激酶级联途径MKK4/MKK5-MPK6作用于EPFL4/EPFL5/EPFL6信号通路下游、调控拟南芥花丝细胞增殖及花丝生长。因此，该研究在拟南芥中发现了一条通过正向调控花丝细胞增殖而促进花丝生长的小肽信号通路。植物激素茉莉酸、赤霉素和油菜素内酯已被发现通过正向调控花丝细胞伸长而促进花丝生长，而该研究则发现EPFL4/EPFL5/EPFL6小肽信号通路通过正向调控花丝细胞增殖而促进花丝生长，对于我们认识植物花丝发育的调控机制具有重要意义，并为植物雄性不育的分子设计提供了新的思路。

生命科学学院何云霞实验师和硕士生何小梦为该论文的并列第一作者，孟祥宗教授为通讯作者。生命科学学院杨仲南教授为该研究提供了帮助。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。

EPFL4/EPFL5/EPFL6小肽信号通路通过调控花丝细胞增殖而促进花丝生长

图中所示植物表型分别为野生型Col-0植物及epfl4/5/6三突体的育性、花丝长短、及花丝细胞大小和形态。

论文链接网址：https://doi.org/10.1111/nph.18806

（供稿、图片：生命科学学院）