植物气孔发育的关键“运输工”被发现

本研究聚焦植物气孔发育的关键调控机制。气孔是植物叶片上气体交换和水分蒸腾的微小开口，其数量与排列必须高度精准，否则会影响植物生长和抗逆能力。此前已知ERECTA家族受体激酶（包括ERECTA、ERL1、ERL2）通过感知细胞间信号肽（如EPF2、STOMAGEN），调控气孔前体细胞的分裂与分化；但这些受体如何被适时‘关机’，即信号如何被终止，长期不清楚。本文作者采用两种互补的蛋白质组学技术——表位标签亲和纯化（ET-AP）和TurboID邻近标记（TbID-PL）——系统绘制了ERECTA在活体植物中的‘作用网络图谱’。ET-AP擅长捕获稳定结合的伙伴（如共受体TMM），而TbID-PL则能灵敏识别短暂、动态的相互作用，成功富集到一批参与‘网格蛋白介导的内吞作用’（CME）的关键蛋白，其中PICALM家族成员（特别是PICALM3、PICALM4A、PICALM4B）尤为突出。进一步实验证实：PICALM蛋白能直接与ERECTA胞内区结合，并在细胞膜上与ERECTA共定位；当PICALM功能丧失（构建多基因突变体）时，ERECTA无法被正常内吞，滞留在细胞表面，导致下游MAPK信号通路（YDA-MKK4/5-MPK3/6）输出减弱，转录因子SPCH稳定性异常升高，最终引发气孔过度增殖和密集成簇——这一表型与ERECTA自身缺失突变体高度相似。研究还发现，PICALM不仅调控ERECTA，也可能参与其他受体激酶（如ERL1、BRI1）的运输，暗示其功能具有广泛性。总之，该工作首次明确了PICALM是ERECTA特异性的内吞‘适配器’，揭示了受体激酶的动态转运并非简单清除，而是信号精准起始与适时终止所必需的关键环节：只有让受体适时进入细胞内部，才能激活完整的信号级联，从而保障气孔模式的稳健建成。