中国科学院发现植物气孔细胞分裂调控新机制

2021年11月，《Journal of Integrative Plant Biology》在线发表了中国科学院植物研究所乐捷课题组题为“Arabidopsis F-BOX STRESS INDUCED 4 is required to repress excessive divisions in stomatal development”的研究论文。模式植物拟南芥FOUR LIPS（FLP）是最早被发现的气孔发育调控基因之一。FLP作为MYB转录因子，通过对CYCA2;3、CDKB1;1、CDKA;1基因转录调控参与气孔发育后期细胞分裂，确保保卫细胞母细胞只发生一次分裂，产生一对保卫细胞，这对于气孔行使其生理调控功能至关重要。研究从flp-1突变体的EMS诱变群中筛选到一个能明显增强flp-1气孔表型的突变体，发现该突变基因编码是F-BOX STRESS INDUCED 4（FBS4）。FBS4作为E3泛素连接酶SCF复合体的亚基，通过26S蛋白酶体降解路径降解细胞周期蛋白CYCA2;3，从而参与气孔发育的对称分裂过程。该研究提出在气孔发育终期细胞分裂，细胞周期蛋白CYCA2;3的基因在转录水平上受到FLP负调控，在蛋白水平也受到FBS4的精细调控。该研究成果为进一步解析植物器官发生、发育中细胞分裂和分化机制提供了新的线索。