花粉管中新的钙通道和调控机制

钙离子信号作为第二信使，对细胞生命活动起着重要作用，而钙离子通道能够介导钙离子内流来直接调控钙离子信号，因此发现和鉴定新的钙离子通道一直是钙信号研究领域的热点。

栾升研究组多年来一直致力于研究植物细胞钙信号传导，包括钙信号的编码和解码机制。在发现和研究CBL-CIPK解码机制 (Tang et al., 2020) 的同时，栾升和李乐攻合作团队在钙离子通道如何编码钙信号方面也取得多项突破性的成果。他们发现了植物渗透敏感的钙离子通道CSC/OSCA (Hou et al., 2014) ，以及植物先天免疫信号调控CNGC2/4钙离子通道活性 (Tian et al., 2019) 等。2022年7月Nature在线发表了该团队新发现的钙离子通道——白粉菌抗性位点MLO家族，其中一个成员NTA，受到RALF-类受体激酶FERONIA/共受体LRE的调控，从而参与花粉管的接受过程 (Gao et al., 2022，点击查看： ) 。但是从初等陆生植物 （如苔藓） 到高等植物有许多MLO家族成员，在生殖发育、抗真菌和根机械响应等过程中都有重要功能。这些MLO的活性是如何被调控的呢？是否也像NTA一样受到RALF-类受体激酶信号通路的调控呢？

基于上述科学问题，该团队将注意力集中到四个拟南芥花粉管中高表达的MLO基因 （MLO1/5/9/15） 。遗传分析发现，缺失MLO会导致花粉管破裂。这些MLO单独被表达在哺乳动物细胞中时没有钙离子通道活性，说明它们的活性受到某些未知因子的调控。之前的工作表明，RALF4/19和它们的受体ANX1/2-BUPS1/2 (类受体激酶) 和共受体LLG2/3，以及下游的RLCK胞内类受体激酶MARIS调控花粉管的完整性 (Boisson-Dernier et al., 2015; Ge et al., 2017) ，那么这条信号通路是否调控钙离子通道MLO的活性呢？该团队发现体外施加RALF4/19小肽能够诱导花粉管顶端钙离子浓度上升，同时RALF4/9信号通路中的突变体，包括ralf4/19、anx1/2、bups1/2、llg2/3和maris突变体，其花粉粒在萌发过程中都不能建立顶端钙离子浓度梯度，说明RALF4/19信号通路也参与花粉管钙离子信号。