元素百科介绍中国农业科学院烟草研究所对果胶多糖脱甲酯化转录调控机制的分析。近日,中国农业科学院烟草研究所烟草功能基因组创新团队在植物细胞壁果胶甲酯化研究中取得新进展,分析了果胶多糖甲酯化转移控制机制,为果胶甲酯化控制机制和皮肤粘液形成转移控制网络提供了创新的观点。《植物生理》发表了相关研究成果(Plant Physiology)上。

果胶多糖是植物初生细胞壁的主要成分,在高尔基体中合成并被甲酯化,然后被细胞壁中的果胶甲酯酶(PME)去甲酯化。果胶的甲酯化程度决定了果胶多糖的生物物理特性,从而影响植物的生长发育,与植物的抗病性和抗倒伏性密切相关。然而,由于研究手段的限制,科学家仍然对新生细胞壁知之甚少,包括果胶去甲酯化的调节机制。
本研究综合利用生物化学、遗传学、组学和分子生物学技术,发现MYB52转录因子基因的缺乏导致果胶甲基酯酶(PME)活性增加,果胶甲酯化水平下降。myb52突变体甲酯化的减少也与种子粘液钙含量的增加有关。染色质免疫沉淀分析和分子遗传学研究表明,MYB52转录激活果胶甲酯酶抑制因子6(PMEI6)、SBT14和subtilisin-like丝氨酸蛋白酶1.7.7)基因。此前的研究表明,PMEI6和SBT1.7参与了种皮粘液中果胶的去甲酯化过程。此外,作者对两个PMEI14突变体进行了功能研究,发现PMEI14参与了种皮粘液的去甲酯化(PMEI14可能只在种皮中发挥作用,而PMEI6在整个种子中发挥作用)。
本研究揭示了MYB52负调节种皮粘液中的果胶去甲酯化和参与过程的成分,为果胶去甲酯化的调节机制和种皮粘液形成的转录调节网络提供了创新的观点。PME与PMEI的相互作用为研究初生细胞壁与次生细胞壁的关系开辟了新思路。据报道,该研究得到了中国农业科学院青年人才计划、中国农业科学院创新项目和国家自然基金项目的资助。

