Nature Commun |中科院遗传发育所周奕华/张保才研究员团队揭示水稻根系可塑性生长转换的多元分子交互整合机理

背景：植物根系是植物与环境交互的关键器官，其可塑性生长对适应环境变化和实现可持续农业至关重要。根系发育涉及细胞分裂向伸长的转换，受到激素、小肽、活性氧和细胞壁动态重塑等多重通路的调控，但这些分子模块如何整合调控仍不清楚。研究目的：本研究旨在揭示水稻根系发育进程中，多元分子网络如何整合跨膜活性氧信号与细胞壁果胶重塑，以调控细胞状态转换的机制。结论：研究发现，OsRALF4小肽作为信号分子和果胶结合因子，通过抑制THE3-RbohB通路调控超氧阴离子梯度，并影响果胶甲酯酶PME30的稳定性，从而介导果胶去甲酯化；OsRALF4与去甲酯果胶在伸长区细胞壁中形成聚集网络，促进细胞伸长。该工作阐明了活性氧梯度与细胞壁重塑耦合的跨膜调控网络，为作物根系设计提供了理论依据。