iPlants，專注世界植物最前沿。更多前沿研究，關注我們！
根毛是根表皮的管狀突起，其顯著擴大了根際土壤中可利用的土壤體積。Trichoblasts是負責根毛形成的細胞類型，在根毛開始形成時首先需要在Trichoblasts細胞質膜上的形成特定的極性分布的根毛髮生結構域（RHID）。Rho型GTP酶（ROPs）是RHID形成的第一個分子決定因素之一，在後面的極性生長中同樣發揮核心作用。然而，將ROP定位到RHID並開始向外生長的分子參與者至今依然不是很清楚。今日德國海德堡大學Guido Grossmann實驗室在bioRxiv上的文章指出ROP鳥嘌呤核苷酸交換因子3（GEF3）參與到將ROP定位到RHID參與到根毛的發生，而GEF4參與調控之後的根毛生長。
首先作者結合已經發表的數據以及對不同Marker基因在根毛髮生、生長過程進行觀察。ROP2在Trichoblasts細胞沒有形成凸起（bulging）前已經定位到RHID中，ROP4與ROP6與ROP2的定位變化類似。PIP5K3（參與囊泡運輸）與RHD2（參與細胞壁調控）定位到RHID中雖然發生在ROP2之後，但依然在凸起形成之前。在根毛生長過程中早RHID積累的蛋白主要有ARPC2（參與細胞骨架的調控）以及SYP123與SEC3A（參與囊泡運輸）（圖1）。
圖1，不同Marker蛋白在根毛髮育過程中的積累變化
為了將ROP定位到RHID並開始向外生長的分子參與者，作者對擬南芥中ROPGEFs在不同類型細胞中的表達進行了分析比較，發現GEF3 與GEF4在根毛中有很強的表達之後依次是GEF12，GEF11，GEF14與GEF10。近而對以上成員的的定位以及對應突變體的表型進行了分析。結果發現GEF3與GEF14定位到RHID要稍早於ROP2，並且只有gef3突變體變現出根毛密度降低的表型（不影響跟貓的長度）；GEF4與GEF111定位到RHID發生在凸起之後，並且gef4表現出根毛短的表型。綜上作者初步認為GEF3主要參與根毛的發生，GEF4則是參與根毛生長的調控。
圖2，GEFs蛋白的定位以及隨時間變化的分布
為進一步證明GEF3是否參與調控ROP2定位到RHID過程中。作者在gef3突變體背景下對ROP2的定位進行了觀察發現雖然ROP2依然能定位到細胞膜上，但是不能再RHID富集。反之在在rop2突變體中不影響GEF3定位到RHID。生化實驗表明GEF3與ROP2相互作用，無論是互作還是ROP2正確在RHID積累均依賴於ROP2蛋白的N端。
最為有意思的是在擬南芥中過表達GEF3內在非Trichoblasts細胞（如胚軸細胞）誘導RHID樣的類似GEF3富集區域同樣也會招募ROP2在相應區域富集但是不能形成凸起。這也表明單獨的ROP極化並不能誘導根毛的形成還需要其他一些因子的調控。
原文連結：https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2019/01/29/534545.full.pdf
微信加群
iPlants組建了6個植物科學研究交流群，匯聚了一批全球各地的從事植物科學研究的研究生和PI。歡迎從事植物科學相關研究的同學和老師加入我們，一起討論學術和夢想。溫馨提示：進群請備註一下（格式如學校+專業+姓名，如果是PI/教授，請註明是PI/教授/副教授/副研究員/博後，否則就直接默認為在讀研究生，謝謝）。加小編微信號時請註明學校和專業，長按下面二維碼，添加小編，之後再進群，非誠勿擾。
iPlants，專注植物最前沿。更多植物前沿研究，請長按上方二位碼關注我們！
投稿、商務合作、轉載開白名單等事宜請聯繫微信：18321328797 或郵箱：703131029@qq.com