下胚轴顶端弯钩内外两侧细胞的差异性生长对于弯钩的形成非常重要。顶端弯钩的发育受到多种因素的精密调控,其中激素乙烯是弯钩形成的关键调节因子，而弯钩内外两侧生长素的不对称性分布是造成差异性生长的主要因素之一。微管 (microtubules )作为植物细胞骨架的重要成员之一，在维持植物细胞形态和调控细胞生长等方面起着关键的作用，其功能受到多种微管结合蛋白 (microtubule associated proteins, MAPs)的调控。然而，微管骨架和微管结合蛋白在植物细胞差异性生长中的功能和调控机制并不清楚。近日，中国农业大学生物学院毛同林教授团队在The Plant Cell杂志上在线发表题为“The microtubule-associated protein WDL4 modulates auxin distribution to promote apical hook opening in Arabidopsis”的研究论文。该研究发现微管结合蛋白WAVE-DAMPENED2-LIKE4 (WDL4) 通过影响生长素分布促进拟南芥顶端弯钩(apical hook)张开的生理学过程，揭示了WDL4参与植物细胞差异性生长的调控机制。

毛同林课题组以拟南芥下胚轴顶端弯钩为研究对象，通过生物化学、遗传学以及细胞学等手段解析乙烯、微管骨架与生长素分布之间的功能关系和调控机制。研究发现，拟南芥微管结合蛋白WDL4是顶端弯钩张开的正调控因子，其在顶端弯钩的基因表达模式受乙烯信号的负调控。进一步的细胞学观察和药理学实验结果表明WDL4调节弯钩内侧生长素的分布，而该过程主要是通过影响生长素外向转运蛋白PIN-FORMED1 (PIN1) 和PIN7的运输来实现的。该研究为揭示微管结合蛋白介导植物细胞差异性生长的细胞学机制提供了新的理论依据。

图一 微管结合蛋白WDL4调控顶端弯钩张开的分子模型

中国农业大学生物学院毛同林课题组的邓佳、王向锋副教授和刘子强为共同第一作者，毛同林教授为通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金等的经费资助。

文章链接：

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab080/6175061#authorNotesSectionTitle