近日，生命科學學院張彥/李廈課題組在國際植物學權威刊物《The Plant Cell》在線發表題為“Arabidopsis class A S-acyl transferases modify the pollen receptors LIP1 and PRK1 to regulate pollen tube guidance”的研究論文。植物有性生殖是植物繁衍和作物產量的基礎，其中涉及多個雌雄細胞間的信號交流。花粉管識別雌蕊信號并進行導向生長的過程是一個研究熱點。擬南芥類受體激酶PRKs以及胞內類受體激酶LIP1/LIP2，介導花粉管對于雌蕊引導信號的感受。PRK和LIP1/LIP2可能在花粉管質膜形成復合體發揮功能。LIP1/LIP2是棕櫚酰化蛋白，但尚未發現調控其棕櫚酰化的PAT。

棕櫚酰化修飾（S-acylation）是一種可逆的酯酰化修飾，由棕櫚酰基轉移酶（PAT）催化完成。很多蛋白質受到棕櫚酰化修飾，但目前對于特定PAT的功能及底物還遠不清楚。

本研究報道了擬南芥棕櫚酰基轉移酶PAT1/2/3/4/8 (PENTAPA)，催化受體激酶PRK1和LIP1的棕櫚酰化，從而調控花粉管導向生長的分子機制。課題組利用T-DNA插入突變體雜交結合CRISPR/cas9基因編輯技術，獲得了PAT1/2/3/4/8五個基因功能均喪失的突變體pentapat。突變體花粉管導向珠孔能力以及感受胚珠引導信號LURE的能力降低，育性下降。通過表型對比、互作驗證、生化檢測和遺傳學分析，發現PENTAPAT催化PRK1和LIP1的棕櫚酰化。棕櫚酰化控制LIP1在質膜上的定位。相比而言，喪失棕櫚酰化的PRK1正常定位于質膜，但喪失了與LIP1及鳥苷酸交換因子RopGEF的互作能力，從而干擾胞內信號傳導。

本研究揭示了棕櫚酰化修飾調控類受體激酶復合體不同組分，從而影響花粉管對于雌蕊引導信號應答的分子機制。向小嬌博士為本論文第一作者，李廈教授和張彥教授為本論文共同通訊作者。本研究受國家自然科學基金資助。

文章鏈接:https://doi.org/10.1093/plcell/koae109