2016年4月2日，山东农业大学张彦教授课题组在《The Plant Journal》上在线发表题为“PLURIPETALA mediates ROP2 localization and stability in parallel to SCN1 but synergistically with TIP1 in root hairs”的研究文章。该论文报道了拟南芥中负责编码异戊烯化修饰酶α亚基的PLURIPETALA（PLP）与小G蛋白ROP调节因子鸟苷酸解离抑制因子GDIs共同调控小G蛋白ROP2的定位和稳定性，且棕榈酰化转移酶TIP1也参与这一过程。

蛋白质的异戊烯化(prenylation)属于一种蛋白质的翻译后修饰，就是在蛋白质 C 末端---CAAX 结构的半胱氨酸上通过硫酯键连接 15 个碳的法尼基(farnesyl) 或 20 个碳的陇牛儿陇牛儿基(geranylgeranyl)，异戊烯化修饰广泛存在于动物、植物和真菌。异戊烯化在植物的顶端分生组织的发育、ABA信号的响应、细胞极性的维持等过程中均起重要的作用。作为分子开关，小G蛋白ROP是被异戊烯化修饰的。此项研究中，作者发现PLP正调控根毛的长度及密度，细胞生物学和生化的结果表明这种调控是通过ROP2进行的。小G蛋白调控下游众多的细胞活动，例如微丝的动态组装，囊泡运输等。在突变体plp-3的根毛中，通过观察ABD-GFP标记微丝的动态变化，发现微丝的排布发生紊乱, 聚集成束。利用YFP-RabA4b标记通过高尔基运输的外排囊泡，发现突变体plp-3中外排囊泡的倒锥形结构区域明显缩小。同时利用亲脂性染料标记质膜内吞的囊泡活动，发现突变体plp-3中内吞的囊泡明显减少。由此可见，PLP 的功能缺失破坏了根毛细胞的微丝排列方式，囊泡的内吞和外排。GDI作为小G蛋白ROP的调节因子，在细胞极性生长中起着重要的作用，GDI1的缺失会造成根毛的多个起始，通过构建双突变体plp-3;scn1-1，发现plp-3能够抑制突变体scn1-1根毛的多个起始。进一步的细胞生物学和生化结果表明，小G蛋白ROP的稳定性在双突变体中受到破坏，其含量大幅降低。小G蛋白ROP还受棕榈酰化修饰，棕榈酰化转移酶PAT24突变体tip1-4的根毛分叉，为了解异戊烯化和棕榈酰化两种修饰之间的关系，作者构建了双突变体tip1-4;plp-3，发现双突变体没有根毛分叉的表型，这暗示两种修饰方式协同调控根毛的极性生长。

该文章利用分子、生化、细胞和遗传等手段研究了异戊烯化转移酶PLP在根毛生长中的调控机理，并初步揭示了异戊烯化、棕榈酰化和GDI是如何协同调控小G蛋白ROP的稳定性及膜定位从而调控根毛的起始和生长。

张彦课题组硕士研究生柴森、博士后葛福荣为该论文并列第一作者，共同作者还有冯强楠、李厦博士。张彦教授为该论文的通讯作者。此项工作受到国家重大科学研究计划课题，国家自然科学基金面上项目，山东省自然科学基金，山东省泰山学者人才建设工程项目等项目经费资助。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13179/full