表皮细胞是构成植物叶片表皮的主要细胞类型，其主要功能是感知外界刺激、传递信号和增加表皮层厚度从而减少水分的散失以及保护植物免受侵害及损伤。拟南芥中互相嵌合的拼图形表皮铺板细胞被作为研究植物细胞形态发生的模式系统。研究表明，微丝骨架在铺板细胞形态建成中起重要作用，但具体的作用机制仍不清楚。
微丝解聚因子 (actin-depolymerizing factors, ADFs) 是一类重要的微丝结合蛋白，真核生物中保守的ADF通过解聚和切割微丝调控微丝的动态，在植物生长发育以及响应生物和非生物胁迫等方面起着重要的作用。然而植物ADF在铺板细胞形态建成中的功能尚不清楚。
近日，JIPB在线发表了沈阳农业大学生物科学技术学院王显玲课题组题为“MYB52 negatively regulates ADF9-meditated actin filament bundling in Arabidopsis pavement cell morphogenesis”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.13762)。该研究报道了ADF9在拟南芥铺板细胞形态建成中的功能，并揭示了MYB52负调控ADF9介导的微丝成束进而调节铺板细胞形态建成的分子机制。
拟南芥ADF9在进化过程中成为了具有微丝成束活性的微丝结合蛋白，该研究发现adf9突变体植株子叶面积减小，铺板细胞面积减小、圆度增加、平均凸起数减少；ADF9过表达植物子叶面积增加，铺板细胞面积增加、圆度降低、平均凸起数增加。对adf9植株铺板细胞中微丝组织动态进行分析发现其微丝密度增加、成束程度降低，微丝的解聚速率增加、捆绑速率降低。进一步研究发现，ADF9是转录因子MYB52的靶基因，MYB52可以直接结合ADF9的启动子负调控ADF9的表达。myb52突变后，子叶面积增大，铺板细胞面积增加、圆度降低、平均凸起数增加，将myb52与adf9杂交后分析子叶与铺板细胞形态和微丝组织动态，发现adf9突变可以恢复myb52突变体植株子叶、铺板细胞和微丝组织动态的表型。以上研究结果表明ADF9通过稳定微丝、促进微丝成束正调控拟南芥铺板细胞形态建成，MYB52则作用于ADF9上游，通过结合到ADF9启动子上负调控 ADF9表达进而调控铺板细胞形态建成 (图1)。该研究为ADF介导的微丝成束在铺板细胞形态建成中的功能提供了新见解，也为深入解析微丝骨架在植物细胞形态建成中的分子机制提供了新依据。
图1. MYB52负调控ADF9参与拟南芥铺板细胞形态建成的模式图
文章引用：
Qiu, T., Su, Y., Guo, N., Zhang, X., Jia, P., Mao, T., and Wang, X. (2024). MYB52 negatively regulates ADF9-meditated actin filament bundling in Arabidopsis pavement cell morphogenesis. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13762
#JIPB热点论文 | 植物的“金属考验”：毒性与解毒之战——植物与微量金属相互作用的挑战、机制与未来展望#
往期合集：
物种研究合集：
长按二维码
关注JIPB
