李來庚研究組揭示控制木質素合成開關的新機制

       2019年5月27日,Molecular Plant雜志在線發表了中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所李來庚研究組題為“Phosphorylation of LTF1, A MYB Transcription Factor in Populus, Acts as a Sensory Switch Regulating Lignin Biosynthesis in Wood Cells”的研究論文 ,揭示了LTF1作為木質素合成的感應開關調控木質素合成的分子機制。

       木質素合成特異地在形成次生細胞壁的細胞中啟動,為植物直立生長提供機械支撐,幫助建立水分和物質長途運輸通道,強化植物抗逆屏障。而在沒有次生細胞壁的薄壁細胞中,木質素合成途徑處于關閉狀態。木質素合成途徑如何啟動和關閉?是一個廣受關注但仍未解決的重要問題。

       李來庚研究組發現一個MYB轉錄因子LTF1,直接結合木質素合成基因的啟動子,抑制木質素的合成。LTF1可以被激活的MPK6磷酸化,而磷酸化的LTF1則通過蛋白酶體途徑發生降解,解除LTF1對木質素合成基因表達的抑制,木質素合成途徑得以啟動。多種內外信號可以激活MPK6,這樣LTF1通過MPK6感知多種信號調控木質素合成代謝途徑的關閉與啟動 (如圖所示)。該發現為實現對細胞壁生物質的精確和定向改造提供了一條新的可操作技術路徑。

       桂金山為本論文的第一作者,李來庚和桂金山為共同通訊作者。本研究得到了國家自然基金委、科技部和中科院等項目的資助。

       論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.05.008