近日，中國農業科學院煙草研究所煙草功能基因組創新團隊的龔達平課題組聯合青島農業大學孔英珍課題組，在植物細胞壁果膠甲酯化修飾調控方面取得重要進展，揭示了ZAT5、BLH2和BLH4組成的轉錄調控模塊精細調節種皮粘液質果膠同聚半乳糖醛酸去甲酯化過程的分子機制。相關研究成果發表在《植物細胞（Plant Cell）》（JCR top 5％，IF＝"10.0）上。

植物細胞壁是一個由多糖和糖蛋白組成的高度動態網絡，一方面它們需要靈活，以允許快速和定向的細胞伸長（如花粉管）；另一方面它們必須足夠堅硬，以抵抗內部膨脹壓力，抵御外界脅迫，并為整個生物體的生長提供結構和機械支持。果膠質是細胞壁中重要的起粘合作用的復雜多糖，含量豐富，約占細胞壁干重的35％。果膠質在高爾基體中初合成并以高度甲酯化的形式分泌到細胞壁中，只有在果膠甲酯化酶的催化下部分去甲酯化后才能正常行使功能。果膠質甲酯化程度的變化會影響細胞壁的流變特性，進而調節細胞伸長、器官形成、果實成熟、氣孔打開以及生物與非生物脅迫等過程，以響應和適應植物正常的生長發育以及外界環境變化。

果膠質去甲酯化過程受到精確的時空調節，目前很多果膠甲酯化酶基因的生物學功能尚未被報道，果膠質的甲酯化修飾調控機制也不十分清楚。該團隊利用擬南芥種皮粘液質研究體系，發現多個果膠甲酯化酶基因受到上游轉錄因子ZAT5的負調控從而抑制了果膠質去甲酯化過程；同時發現ZAT5可與BLH2和BLH4互作，通過互相抑制DNA結合能力，相互拮抗的調控甲酯化修飾相關基因的表達。該研究揭示了ZAT5和BLH2/4轉錄因子復合體在植物精細調控細胞壁果膠質甲酯化修飾中的重要角色，并提出了相應的分子調控模型。這一研究結果有助于深入理解甲酯化調控在植物生長發育中的作用機制。相關研究對作物生長、成熟、品質、抗逆性和加工利用等方面都具有重要意義。

煙草所為該論文第一完成單位，解敏敏博士為論文第一作者，丁安明副研究員為共同第一作者，青島農業大學孔英珍研究員和煙草所龔達平研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院科技創新工程、國家自然科學基金、國家煙草專賣局科技重大專項等項目的資助。

（生物技術研究中心　解敏敏）