福建农林大学团队在顶级期刊《细胞》发表论文 揭示植物细胞如何感受胞外生长素信号

东南网11月23日讯（福建日报记者 蒋丰蔓 通讯员 曹佳奕）17日，福建农林大学未来技术学院海峡联合研究院徐通达团队与杨贞标团队合作在国际顶级期刊《细胞》（Cell）杂志发表题为“ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin”（即“生长素结合蛋白ABLs和TMKs激酶形成共受体感受胞外生长素”）的研究论文。

据介绍，研究揭开了植物细胞如何感受胞外生长素信号的神秘面纱，阐释了细胞膜共受体复合体传递生长素信号调控植物生长发育的分子机制，是植物激素信号转导领域的重要发现。

这是该校继徐通达团队2019年、杨贞标团队2021年分别在国际顶级期刊《自然》（Nature）上解析生长素-TMK信号途径之后，相关研究领域取得的又一重大进展。

生长素是植物中最早被发现也是最核心的激素，因其促进生长而得名。近百年的研究证实，生长素参与调控植物几乎所有的生长发育过程。此外，生长素也被广泛应用于农业生产中，不仅作为生长调节剂来提高园艺和农业上的产量，也作为除草剂来控制杂草。

作为一种天然的小分子化合物，生长素复杂多样的生物学功能是如何实现的？半个多世纪以来，在植物细胞表面是否存在一类蛋白，可以直接识别结合生长素分子，从而启动生长素反应，一直是相关研究领域关注和争论的焦点。

福建农林大学的研究报道了两个新的质外体定位的生长素结合蛋白，即ABL1（ABP1-like protein 1）和ABL2，它们与生长素结合蛋白ABP1具有相似结构。

研究表明，这两个蛋白定位在细胞膜和细胞壁的间隙中，当生长素出现，它们会诱导该生长素结合蛋白和细胞膜上一个叫TMK的蛋白激酶，形成ABP1/ABLs-TMK生长素共受体，从而激活一系列胞内相关蛋白，将胞外的生长素信号传递到细胞内部，最终调控植物生长和发育的分子机制。

据介绍，这一重大发现为合成生物学的应用提供了巨大潜力。未来，通过利用合成生物学的技术，人们可以对植物生长素调控网络进行工程化改造，通过调控细胞外受体的表达水平或结构，精确调节植物对生长素的响应，实现更高的产量和更好的品质。比如，水稻常因天气等外部原因倒伏，严重影响产量，甚至可能绝收。通过减弱生长素的作用，可以在不影响结实率的前提下，提高水稻的抗倒伏能力。