近日,齐鲁师范学院生命科学学院李师鹏教授带领的植物细胞生物学研究团队在国际著名学术期刊Journal of Integrative Plant Biology(JIPB,全球植物科学TOP 期刊3.1%,中国科学院期刊分区为生物学一区和植物学一区,5年SCI IF 10.8)上在线发表了题为“Polar-localized EXO70G1 regulates root development in Arabidopsis thaliana”的高水平研究论文。该研究发现拟南芥EXO70G1是EXO70基因家族中唯一一个呈现顶基膜极性定位的蛋白,在主根的生长中发挥正向调控作用。
细胞极性是指细胞结构、功能及组分在空间上的不对称分布,是生命生长发育的细胞学基础。蛋白质在质膜的不对称分布是细胞极性的关键体现。在植物中,细胞壁的存在赋予根细胞质膜四个功能域,分别为顶膜(向茎)、基膜(向根)、内侧和外侧膜(内部或外部)。细胞质膜功能域的分化对根的生长和发育具有重要的意义。譬如拟南芥中生长素外排载体PIN蛋白表现出明显的顶-基极性定位,这种极性的形成依赖于细胞内极性囊泡运输过程。虽然已有研究发现多个蛋白参与调控PIN内膜运输的不同环节,但调控其极性转运的上游调控因子尚未揭示。
本研究不仅首次发现极性定位蛋白EXO70G1是主根伸长的正向调控因子,还揭示了其依赖质膜纳米结构域(nanodomain)促进PIN2向膜运输的新机制。本研究结果将深化研究者对蛋白极性定位分子机制的理解,丰富对细胞极性建立机制的认知,为定向作物育种提供理论基础。
该成果于2025年10月15日在线发表于国际著名学术期刊Journal of Integrative Plant Biology。李娟副教授为本论文的第一作者兼通讯作者,李师鹏教授为论文通讯作者,齐鲁师范学院为唯一第一作者和唯一通讯作者单位。该项研究得到了国家自然科学基金(31571467)和山东省自然科学基金(ZR2021MC141)项目的共同资助。











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