华中农大郭亮教授合作揭示维持植物缺磷时的根系生长的关键调控因子学术资讯

来源：植物生物学

2021年1月13日，The Plant Cell 杂志在线发表了华中农业大学郭亮教授和密苏里大学王学敏教授为通讯作者的题为“Nonspecific Phospholipase C4 Hydrolyzes Phosphosphingolipids and Sustains Plant Root Growth during Phosphate Deficiency” 的研究论文，揭示非特异性磷脂酶C4水解磷脂维持植物缺磷时的根系生长。

磷酸盐是植物生长的重要常量营养素，其在土壤中的有效性对农业的可持续性和生产力至关重要。大量的细胞磷酸盐被用来合成细胞膜的磷脂。细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能和在代谢调控上均起重要作用。

本研究中，作者确定了一个关键酶-非特异性磷脂酶C4（nonspecific phospholipase C4 ，NPC4），它在磷酸盐饥饿期间参与拟南芥磷脂水解和重塑。

拟南芥中含量最丰富的鞘磷脂--糖肌醇磷酰神经酰胺（glycosylinositolphosphorylceramide，GIPC）在磷酸盐饥饿时含量下降。NPC4在缺磷条件下被高度诱导，而拟南芥中的NPC4基因敲除减少了GIPC的损失，阻碍了根在磷饥饿过程中的生长。酶学分析表明，NPC4水解GIPC，对GIPC底物的催化活性高于对普通甘油磷脂磷脂酰胆碱的催化活性。NPC4与GIPC高度富集的质膜脂筏有关。这些结果表明，NPC4在植物中以GIPC为底物，NPC4介导的鞘脂重塑在拟南芥缺磷反应中对根的生长有积极的作用。