王學路教授實驗室最近在激素調控擬南芥根毛發育的研究領域取得突破性進展,最新的研究成果於2014年4月25日發表在比較新的高影響的生物綜合類期刊eLife。根毛是植物吸收水分和礦質營養最重要的器官。在擬南芥中,根毛的起始是由位置效應決定的,位於兩個皮層細胞之間的表皮細胞發育成為生毛細胞,而僅與一個皮層細胞相連的表皮細胞則發育成非生毛細胞。在分子水平上,生毛細胞與非生毛細胞的命運由轉錄因子MYB-bHLH-WD40轉錄複合物來決定,並受到內外源很多因素的調控。其中,油菜素甾醇在調控根毛特異化的過程中發揮了非常重要的作用,但是目前機製還不清楚。
該實驗室通過係統地分析油菜素甾醇相關突變體的根毛表型,發現油菜素甾醇信號通過GSK3類激酶或其上遊成分抑製根毛的形成。GL2,作為一個非生毛細胞命運的標記基因,在油菜素甾醇信號增強時,異位地表達在生毛細胞裏,而當油菜素甾醇信號削弱時,GL2的表達在非生毛細胞中受到抑製。遺傳分析表明,油菜素甾醇調控的根表皮細胞發育的模式依賴於WER-GL3/EGL3-TTG1轉錄複合物。其中一個GSK3類激酶BIN2能夠和EGL3互作,並將其磷酸化,磷酸化位點發生突變的EGL3們被滯留在生毛細胞的核裏。另外,BIN2能夠磷酸化TTG1來抑製WER-GL3/EGL3-TTG1複合物的活性。
王學路教授長期從事油菜素甾醇信號轉導和其它激素與環境信號相互作用的研究。近幾年,他的實驗室在植物激素信號轉導途徑互作以及油菜素甾醇調控植物發育等領域取得了多項重要研究成果,已在Developmental Cell, eLife,和PNAS等高水平綜合類生物學期刊發表多篇重要研究論文。這項研究揭示了促進生長的激素調控根表皮細胞命運的細胞和分子機製方麵具有重要的理論意義,也為通過調控根毛發育從而提高植物對水分和營養成分的吸收有重要的應用價值。