近日，生命科學(xué)學(xué)院李廈教授課題組在Plant Physiology在線發(fā)表題為“R-SNARE protein YKT61 mediates root apical meristem cell division via BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE1 recycling”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)擬南芥SNARE蛋白YKT61通過調(diào)節(jié)BRI1的動態(tài)靶向從而調(diào)控RAM的發(fā)育。

主根的生長是通過根尖分生組織（RAM）的細(xì)胞分裂、分化和伸長來實現(xiàn)的。植物激素油菜素內(nèi)酯（BRs）在RAM發(fā)育中起著重要的作用，BR信號必須保持合適的強(qiáng)度才能保證RAM大小和根系生長的正常生長。位于質(zhì)膜上的激酶受體BRI1（BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE1）感知并激活BRs信號，BRI1通過后高爾基體囊泡組成性分泌到質(zhì)膜，通過網(wǎng)格蛋白依賴性和甾醇依賴性途徑內(nèi)吞，并靶向液泡降解，因此BRI1的動態(tài)亞細(xì)胞分布對BR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至關(guān)重要。

異四聚體蛋白復(fù)合物SNARE介導(dǎo)囊泡靶向的膜融合，對于膜蛋白的動態(tài)靶向十分重要。據(jù)報道，擬南芥中囊泡相關(guān)的R-SNARE VAMP727和膜靶向相關(guān)的Qa-SNARE SYP22與BRI1互作并調(diào)控其質(zhì)膜靶向。然而，SNARE如何調(diào)控BRI1的質(zhì)膜靶向尚不清楚。

擬南芥YKT61是一種非典型的R-SNARE蛋白，不包含其他R-SNAREs所具有的跨膜（TM）結(jié)構(gòu)域，因此它主要存在于細(xì)胞質(zhì)。該團(tuán)隊之前研究發(fā)現(xiàn)，YKT61的功能缺失導(dǎo)致雌/雄配子體致死（Ma et al., 2021）。本研究通過利用YKT61的弱突變材料-ykt61部分回補（ykt61-pc）株系，發(fā)現(xiàn)敲降YKT61導(dǎo)致因細(xì)胞分裂減少而造成的RAM長度變短，這與bri1-116突變體類似。YKT61與BRI1互作，對于BRI1靶向質(zhì)膜的動態(tài)再循環(huán)至關(guān)重要。進(jìn)一步分析表明，YKT61對液泡的動態(tài)生物發(fā)生、高爾基體形態(tài)的維持和內(nèi)吞作用均十分重要，這也暗示它可能是一個植物整體生長和發(fā)育必須的基因。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)博士生馬婷為本文第一作者，李廈教授和南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張彥教授為論文共同通訊作者，南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究生譚俊茹參與了研究，特別感謝山東大學(xué)白明義教授和河北師范大學(xué)湯文強(qiáng)教授提供了部分實驗材料。該項工作得到了國家自然科學(xué)基金的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad634

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波