細(xì)胞壁合成及調(diào)控領(lǐng)域取得新進(jìn)展（2020.8.10 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)）

近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院吳藹民教授課題組在國際主流學(xué)術(shù)期刊《The Plant Journal》和《Journal of Experimental Botany》分別發(fā)表了題為“UDP‐Api/UDP‐Xyl synthases affect plant development by controlling the content of UDP‐Api to regulate the RG‐II‐borate complex”和“The class II KNOX transcription factors KNAT3 and KNAT7 synergistically regulate monolignol biosynthesis in Arabidopsis”。

UDP-Api是植物細(xì)胞壁RG-II合成的重要底物，其在植物中的合成由UDP-GlcA經(jīng)UDP-Api/UDP-Xyl synthase（AXS）催化脫羧形成，AXS是一種雙功能酶，可同時(shí)形成UDP-Api和UDP-Xyl。早前吳藹民教授課題組在Molecular Plant（Kuang and Zhao et al，2016）封面文章和Journal of Experimental Botany（Zhao et al，2018）亮點(diǎn)文章證明UDP-Xyl在細(xì)胞壁木聚糖合成中的重要功能。這篇文章在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡釋了AXS在細(xì)胞壁RG-II合成中的功能，雖然AXS是一種雙功能酶，但其在植物中的功能主要是影響RG-II-borate復(fù)合體的形成，是這一過程中的限速步驟。另外，本文也為硼元素在植物體內(nèi)的功能提供了重要的依據(jù)，并提出硼元素在植物體內(nèi)的首要功能可能是參與RG-II-borate復(fù)合體的形成。吳藹民教授課題組近年來系統(tǒng)解析核苷糖合成在細(xì)胞壁多糖形成中的重要作用并取得一系列突破性進(jìn)展，對該領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。

木質(zhì)素是次生細(xì)胞壁的重要組成成分，木質(zhì)素可以增加植物的機(jī)械應(yīng)力和保護(hù)植物免受病原菌攻擊。先前有文章報(bào)道KNAT7和BLH6/MYB75/OFP4的相互作用負(fù)調(diào)控次生細(xì)胞壁合成。本文作者報(bào)道KNAT3和KNAT7在調(diào)節(jié)擬南芥次生細(xì)胞壁的生長和發(fā)育中起著協(xié)同作用，knat3 knat7雙突變體中S-木質(zhì)素大量減少，KNAT3與NST1/NST2相互作用形成復(fù)合體調(diào)控F5H的表達(dá)從而調(diào)節(jié)S-木質(zhì)素的合成。另一方面，KNAT7與KNAT3協(xié)同作用調(diào)節(jié)S-木質(zhì)素的生物合成。2018年吳藹民教授課題組在Journal of Integrative Plant Biology封面文章提示了KNAT7在半纖維木聚糖合成中的正調(diào)控功能，本項(xiàng)研究進(jìn)一步補(bǔ)充了次生細(xì)胞壁的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，闡明了KNAT3和KNAT7對S-木質(zhì)素的調(diào)控。

我校林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院的吳藹民教授為該論文的通訊作者，2014級博士生趙先海（2017年畢業(yè)）為《Plant Journal》論文的第一作者，2019級博士生秦文其為《Journal of Experimental Botany》論文的第一作者，亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院為該論文的第一完成單位。本研究受到國家自然科學(xué)基金和廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目資助。