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New Phytologist | 南方科技大学梁建生教授团队揭示光和激素信号协同调控植物根系发育的重要分子机制

来源：花匠小妙招时间：2026-04-19 08:10

2024年8月16日，南方科技大学生命科学学院梁建生教授课题组在New Phytologist期刊上在线发表了题为RACK1 links phyB and BES1 to coordinate brassinosteroid-dependent root meristem development的研究论文。该研究鉴定了一个整合光信号和油菜素内酯信号的关键因子，揭示了光信号和激素信号协同调控植物地下部根系生长发育的新机制。

根系是植物吸收土壤中的矿质养分和水分的主要部位，对提高作物的营养高效利用、抗逆能力、产量等具有重要作用。植物根系生长发育受到外部环境因子和内源激素信号调控。光照是重要的环境因子，可以直接穿透一定深度的土壤表层，也可以通过形成可移动的信使分子将光信号从植物地上部组织传递至地下部根系。该研究发现，光照促进RACK1蛋白积累，进而调控油菜素内酯信号转导途径介导的植物根系发育过程，为理解植物根系发育可塑性和环境适应性提供了新视角。

细胞分裂在植物的生长发育过程中起到了极其重要的作用，植物绝大部分的器官，包括茎、叶、花和根，均源自茎顶端和根顶端分生组织的细胞分裂和分化。环境因子光照和内源激素油菜素内酯是植物顶端分生组织细胞分裂所必需的关键信号。该研究发现，光受体phyB-支架蛋白RACK1-转录因子BES1构成一个关键信号模块，整合光信号和油菜素内酯信号调控根尖分生组织的细胞分裂。该研究揭示了支架蛋白RACK1作为分子桥梁联系光信号和油菜素内酯信号协同调控植物根系发育的分子机制（图1）。

支架蛋白（scaffold proteins）作为信号转导通路的关键调节器，能够与众多的信号分子形成信号转导复合体，在时空上精细协调不同信号转导通路，增强细胞信号转导的高效性和特异性。RACK1作为不同信号转导途径的中央枢纽（central hub），是一个高度保守的多功能支架蛋白，由7个WD重复结构域装配形成特异的七叶β-螺旋桨状结构，构成一个灵活的蛋白-蛋白互作分子平台。近年来，梁建生教授实验室聚焦于支架蛋白RACK1展开深入研究，揭示了其重要的分子调控机理（Masood et al., 2023; Li et al., 2023; Fu et al., 2024; Li et al., 2024; Zhu et al., 2024）。

图1RACK1整合光和油菜素内酯信号协同调控植物根分生区组织细胞分裂的模式图。

文章链接:

http://doi.org/10.1111/nph.20055

参考文献：

Fu Y, Zhu W, Zhou Y, Su Y, Li Z, Zhang D, Zhang D, Shen J, Liang J.RACK1A promotes hypocotyl elongation by scaffolding light signaling components inArabidopsis.Journal of Integrative Plant Biology2024,66:956-972.

Li Z, Fu Y, Wang Y, Liang J.Scaffold protein RACK1 regulates BR signaling by modulating the nuclear localization of BZR1.New Phytologist2023,239:1804-1818.

Li Z, Zhang D, Liang X, Liang J.Receptor for Activated C Kinase 1 counteracts ABSCISIC ACID INSENSITIVE5-mediated inhibition of seed germination and post-germinative growth inArabidopsis.Journal of Experimental Botany2024, erae153.

Masood J, Zhu W, Fu Y, Li Z, Zhou Y, Zhang D, Han H, Yan Y, Wen X, Guo H, Liang J.Scaffold protein RACK1A positively regulates leaf senescence by coordinating theEIN3-miR164-ORE1tranional cascade inArabidopsis.Journal of Integrative Plant Biology2023,65: 1703-1716.

Zhu W, Fu Y, Zhou H, Zhou Y, Zhang D, Wang Y, Su Y, Li Z, Liang J.RACK1 links phyB and BES1 to coordinate brassinosteroid-dependentroot meristem development.New Phytologist2024, DOI: 10.1111/nph.20055.

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所属分类：花卉