研究人员揭示水稻根部新型乙烯信号机制

植物激素乙烯在植物生长发育和应对逆境中起着至关重要的作用。在双子叶拟南芥中，乙烯信号通路已被充分研究。乙烯信号通过乙烯受体-CTR1-EIN2-EIN3/EIL1 通路被感知和传导。在半水生单子叶水稻中，虽然乙烯在其对缺氧条件的适应性反应中起着至关重要的作用并调节多种农艺性状，但其信号机制尚不清楚。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所张劲松、陈守义教授团队在植物细胞壁中揭示了一种新的乙烯信号机制。根。

张建军实验室和陈建军实验室建立了一套有效的水稻乙烯信号突变体鉴定系统，筛选出一批水稻乙烯反应突变体，命名为“猫胡子”（mhz，中文名，英文意思为猫须），并鉴定出乙烯信号的保守组分和新型组分。

在鉴定出的突变体中，对根特异性乙烯不敏感突变体 mhz1 进行了鉴定。他们发现 MHZ1 编码胞浆组氨酸激酶 OsHK1，该激酶与拟南芥 AHK5 同源。通常，介导的信号传导在细菌中更为普遍。

他们通过生化实验发现MHZ1在一个保守的组氨酸残基上具有自身磷酸化能力，并通过OsAHPs将磷酸基转移给OsRR21，即多步磷酸转移，证明了MHZ1介导的这种磷酸转移对于乙烯调控根生长至关重要。

此外，他们还发现乙烯受体 OsERS2 与 MHZ1 相互作用，抑制其激酶活性，进而抑制 MHZ1 介导的磷酸化转运。OsERS2-MHZ1-磷酸化转运通路部分独立于保守的 OsEIN2-OsEIL1 通路，调控水稻根部乙烯反应。

该研究揭示了水稻根部一种新的乙烯信号机制，即MHZ1与乙烯受体相互作用来调控乙烯反应。这一发现表明水稻可能采用了比拟南芥更为复杂的乙烯信号机制来适应水分饱和的环境。

这篇题为“组氨酸激酶MHZ1 / OsHK1与受体调控水稻根系生长”发表于自然通讯于2020年1月24日。