质膜是真核细胞的三个主要系统之一，细胞膜上各种生理生化活动的协调在细胞生长发育中起着至关重要的作用。细胞骨架在细胞形态发生中也起着至关重要的作用，它驱动膜的变形和运输，是细胞生长和运动所必需的。近年来，鞘脂不仅被认为是膜脂筏的重要组成成分，也作为重要的信号分子，在植物生长发育及抗逆中发挥着重要的作用 (Liu et al., 2021)。JIPB近日在线发表了西南大学罗明课题组题为“Sphingolipid inhibitor response gene GhMYB86 controls fiber elongation by regulating microtubule arrangement” (https://doi.org/10.1111/jipb.13740) 的研究论文。该研究揭示了鞘脂合成抑制剂伏马毒素响应基因GhMYB86通过直接靶标并促进GhTUB7表达，导致纤维中微管异位排列，从而抑制纤维伸长的分子机制。研究人员在早期报道了鞘脂合成抑制剂伏马毒素能够显著抑制纤维伸长 (Wang et al., 2020)。通过转录组筛选，研究人员克隆了一个受伏马毒素显著抑制的MYB类转录因子GhMYB86，进一步通过转基因验证了GhMYB86负调控纤维伸长。通过转录组学和生物化学方法，研究人员证实了GhTUB7是GhMYB86的靶基因，且GhTUB7亦负调控纤维伸长。此外，研究人员发现GhMYB86和GhTUB7的过表达都会导致纤维尖端的微管异位排列，从而抑制纤维伸长。更进一步，研究人员发现GhMYB86与GhMBE2相互作用，而外施鞘脂合成抑制剂能够触发活性氧的爆发，从而诱导GhMBE2进入细胞核，进而增强GhMYB86对GhTUB7的激活作用。综合以上结果，研究人员建立了GhMBE2-GhMYB86-GhTUB7的纤维伸长调控模块，发现膜鞘脂通过改变微管排列影响纤维伸长。该研究阐明了膜鞘脂通过影响微管排列来控制细胞伸长，揭示了膜鞘脂与细胞骨架在细胞形态发生中的相互作用机制。为进一步改善棉纤维品质提供了新的思路和转基因新种质。![]()
图1. 膜鞘脂影响微管排列控制细胞伸长的机制
鞘脂合成抑制剂响应基因GhMYB86与GhMBE2互作促进对GhTUB7基因的激活作用，导致纤维细胞中异位的微管排布，造成短纤维表型。
徐凡副研究员及课题组已毕业硕士研究生李桂名、何昇阳为该论文的共同第一作者，罗明研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金以及西南大学中央高校基本科研业务费专项资金的资助。
Liu, N., Hou, L., Bao, J., Wang, L., and Chen, X. (2021). Sphingolipid metabolism, transport, and functions in plants: Recent progress and future perspectives. Plant Commun. 2: 100214. Wang, L., Liu, C., Liu, Y., and Luo, M. (2020). Fumonisin B1-Induced Changes in Cotton Fiber Elongation Revealed by Sphingolipidomics and Proteomics. Biomolecules. 10: 1258.Xu, F., Li, G., He, S., Zeng, Z., Wang, Q., Zhang, H., Yan, X., Hu, Y., Tian, H., and Luo, M. (2024). Sphingolipid inhibitor response gene GhMYB86 controls fiber elongation by regulating microtubule arrangement. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13740JIPB面向全球，刊发整合植物生物学研究的重要创新成果，包括宏观和微观领域有创新性的重要研究论文、综述、简讯、新资源、新技术和评论性文章等。2023年2年SCI_IF: 9.3，位于植物科学TOP 3.2%，SCI的Q1区。2023年Scopus数据库中CiteScore: 18.0，位于植物科学TOP 2%。JIPB位于中国科学院期刊分区生物学大类1区和植物学小类1区，中国科协《植物科学领域高质量期刊分级目录》T1级，并入选中国科技期刊卓越行动计划。
