华中农大彭良才教授课题组解析CSLD3介导拟南芥的根生长和细胞伸长

植物研究进展

2017年12月14日，《Journal of Experimental Botany》在线发表了华中农业大学植物科学技术学院生物质与生物能源研究中心彭良才教授课题组的题为“AtCSLD3 and GhCSLD3 mediate root growth and cell elongation downstream of the ethylene response pathway in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了AtCSLD3和GhCSLD3在乙烯信号通路下游介导拟南芥的根生长和细胞伸长。

CSLD3属于类纤维素合酶D家族，可影响根毛伸长，但其与乙烯信号转导和磷酸盐饥饿通路的相互作用知之甚少。该研究对csld3-1突变体、CSLD3过表达株系和乙烯应答突变体（组成型乙烯应答突变体i-ctr1）进行了比较分析，以了解拟南芥生长过程中CSLD3在乙烯信号转导和磷酸盐饥饿通路中的作用。研究人员发现，过表达CSLD3的植株通过增加细胞伸长以促进根和下胚轴生长，并且根生长对乙烯（1 μM ACC）高度敏感，特别是在磷酸盐饥饿条件下。然而，CSLD3介导的下胚轴伸长与乙烯信号通路不相关。值得注意的是，在csld3-1突变体中，乙烯和磷酸盐饥饿诱导的根毛和根伸长表型完全消失。此外，i-ctr1 csld3-1双突变体与csld3-1亲本一样呈现出无毛表型，证实在根生长过程中CSLD3在乙烯信号通路的下游起作用。进一步研究发现，CSLD3水平与纤维素含量正相关，表明CSLD3参与纤维素的合成。

该研究揭示了在乙烯信号和磷酸盐饥饿条件下，CSLD3在根毛生长、细胞伸长及细胞壁生物合成中的作用。