植物根系依賴鈣離子進行生長與擴增,但其調控機制長期以來不明。Liam Dolan 團隊發現,在延長中的根細胞內,NAPDH 氧化酶促進的 ROS(反應性氧中間體)產生,能夠激活鈣離子通道的開放,從而推動根系生長。

研究團隊以拟南芥 rhd2 突變體為入點,發現其根系與根毛明顯短小,且鈣離子攝入受阻。進一步搶回實驗表明,回補活性 ROS 可恢復根毛生長,並帶動鈣離子內流,從而復原正常表型。
機制上,RHD2/AtrbohC 蛋白(與哺乳動物 NAPDH 氧化酶 gp91phox 同源)负责調節 ROS 水平,而 ROS 上升會促進根毛細胞膜上的内向整流鈣離子通道開放,形成正回饋迴路,驅伸根系延伸。
這一發見為解析植物根系生長的調控網路提供了關鍵線索,並為未來作物根系改良開啟了新的研究路徑。
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