欢迎点击「植物科学最前沿」↑ 研究人员发现了一个能负调控木聚糖乙酰化水平的酶。水稻脆鞘突变体bs1具有脆鞘、矮生等表型。图位克隆发现BS1基因编码一个GDSL酯酶家族(PlantGDSLlipase/esterase-likefamily)成员,定位于多糖“合成工厂”高尔基体上。通过植物化学分析发现,bs1突变体细胞壁中总乙酰酯含量升高,且差异来自水稻中最主要的半纤维素木聚糖。核磁共振(HSQC)分析进一步明确了突变体中乙酰化修饰变异的位置。重组BS1蛋白具有特异的木聚糖乙酰酯酶活性,反应产物得到了液相质谱(LC-QTOF)和核磁共振分析的验证,表明BS1确为木聚糖乙酰酯酶。BS1在富含次生壁的维管束和厚壁组织中高表达,影响木质部导管的结构,进而影响植株形态和粒重等农艺性状(图1)。
这项研究不仅发现细胞壁乙酰化修饰存在去乙酰化过程,也第一次提出了细胞壁乙酰化修饰调控的新理论、即“双向调控”理论,还赋予了GDSL酯酶这一类古老超家族中大量功能未知蛋白新的功能。除了理论上的突破外,该研究揭示了细胞壁乙酰化修饰调控对细胞壁功能维持的重要性,为水稻等作物高产优质分子设计育种提供了新的基因资源和理论基础。
该文通讯作者是周奕华研究员和储成才研究员,周奕华研究组副研究员张保才、博士生张兰军和储成才研究组的博士毕业生李峰为共同第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中国科学院先导专项和青促会的资助。
O-acetylation,aubiquitousmodificationofcellwallpolymers,hasstrikingimpactsonplantgrowthandbiomassutilizationandneedstobetightlycontrolled.However,themechanismsthatunderpinthecontrolofcellwallacetylationremainelusive.Here,weshowaricebrittleleafsheath1(bs1)mutant,whichcontainsalesioninaGolgi-localizedGDSLesterasethatdeacetylatestheprominenthemicellulosexylan.Cellwall白癜风治疗最好的医院北京治白癜风那里好一点