近日，来自美国密苏里大学的研究团队在The Plant Cell在线发表了题为Maize Brittle Stalk2-Like3, encoding a COBRA protein, functions in cell wall formation and carbohydrate partitioning的研究论文。该研究探索了细胞壁形成与糖转运之间的联系。
研究背景：在生长发育过程中，植物需要将糖从光合叶片转运到非光合组织 （例如：根、花、种子）。植物用于长距离运输糖的细胞称为筛管细胞。糖的转运在筛管中产生高膨压，驱动糖从叶片向非光合组织转运。
核心问题：我们鉴定了一个糖转运缺陷的玉米突变体。令人惊讶的是导致该缺陷的基因是一个与细胞壁生成相关的基因且该基因在糖转运中的作用尚未可知。我们希望了解细胞壁生成与糖转运之间的潜在联系。
研究发现：我们发现筛管细胞壁在糖从叶片向外转运的过程中至关重要。我们鉴定了Brittle Stalk2-Like3（Bk2L3）基因缺陷的突变体。Bk2L3负责将主要的细胞壁结构组分（纤维素）整合到生长中的细胞壁。bk2l3突变体的糖输出速率低于野生型植株，导致糖和淀粉在叶片中积累。bk2l3突变体的筛管纤维素含量远低于野生型植株，且其细胞壁显微结构异常。bk2l3突变体光合叶片中的筛管内压低于野生型植株。这说明细胞壁的形成缺陷限制了筛管细胞维持糖转运所需的高内压。因此，我们的结果揭示筛管细胞壁的物理强度和完整性对维持长距离糖运输所需的高内压至关重要。
前景展望：为了更好的了解筛管细胞壁的结构如何影响其糖转运功能，我们需要直接测量这些细胞壁的生物物理特性并进一步探索包括纤维素在内的细胞壁组分如何影响这些特性。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koab193
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文章来源于：PC ThePlantCell
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