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责编 | 王一
近日，江苏师范大学孟来生课题组/南京农业大学陈虎辉课题组在PLoS Genetics上发表了题为Long-distance transport of sucrose in source leaves promotes sink root growth by the EIN3-SUC2 module的研究论文，揭示了葡萄糖-乙烯-EIN3-SUC2通路调控叶片光合作用产生的蔗糖转运到根，从而促进根生长发育的分子机制。
蔗糖作为营养物质，同时也作为信号分子，在植物生长、发育、代谢的各个阶段都起着非常重要的作用。根是植物用来吸收土壤中大量矿质元素和水分的主要器官。但根生长发育过程主要依赖叶片光合作用产生的糖（如，蔗糖和葡萄糖等）作为营养物质。SUCROSE TRANSPORTER 2 (SUC2)是拟南芥植物中已知的转运蔗糖的主要转运子。然而，什么信号分子调控蔗糖的韧皮部转运以及通过什么调控通路来调控SUC2转运子，从而将主要的光合产物蔗糖从源叶片转运到库根依然不清楚。
该研究发现，葡萄糖作为信号分子，通过其细胞核感受器HEXOKINASE 1 (HXK1)感知葡萄糖信号。葡萄糖感受器在细胞核中降解乙烯信号元件ETHYLENE-INSENSITIVE3 (EIN3)。转录因子EIN3又在转录水平上转录抑制SUC2的表达。从而形成HXK1-EIN3-SUC2分子模块。葡萄糖信号通过HXK1-EIN3-SUC2分子模块将叶片中的蔗糖通过叶柄韧皮部转运到拟南芥植物地下的根部。在根部，蔗糖分解为葡萄糖，葡萄糖作为营养物质促进根的生长发育。
除了这个主要转运途径，葡萄糖同时在叶片中刺激产生乙烯，乙烯信号被EIN3这个乙烯重要元件传导至SUC2，从而形成葡萄糖-乙烯-EIN3-SUC2通路，调控蔗糖从叶片转运到根中，从而促进根生长发育。
江苏师范大学在读研究生童晨为第一作者，中科院昆明动物所李丛老师为共同第一作者。孟来生（江苏师范大学）、陈虎辉（南京农业大学）、Gary J Loake（英国爱丁堡大学）三位老师为共同通讯作者。江苏师范大学为该论文的第一单位。该论文得到江苏省优势学科的资助。爱丁堡大学Loake教授为该论文的撰写、编辑和润色提供了大量的帮助。
论文链接：
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010424
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