生科学院教师揭示KNR6–AGAP–ARF1复合体调控玉米囊泡运输的分子机制

近日，生命科学学院李曼菲博士在国际期刊cells（IF=6.6）发表题为“The coordinated KNR6-AGAP-ARF1 complex modulates vegetative and reproductive traits by participating in vesicle trafficking in maize”的学术论文，揭示了KNR6-AGAP-ARF1参与的囊泡运输调控玉米花序分生组织发育，影响穗长和行粒数的分子机制。

研究发现，AGAP突变体材料(agapcr1)与野生型相比，植株矮小、茎秆扭曲、叶片弯曲，特别是雌穗发育显著受到抑制，且无法正常繁殖、雄穗呈现爪状、花粉管形态异常；agapcr2家系花序分生组织变短、成熟果穗长度变短、果穗上每行籽粒数目减少。为探究AGAP与KNR6是否存在遗传互作，将knr6cr1与agapcr1杂交，发现两个单突变体(agapcr1/KNR6和AGAP/knr6cr1)的穗长和行粒数比野生型AGAP/KNR6的短，而双突变体agapcr1/knr6cr1的穗长比两个单突变体更短、行粒数更少，表明AGAP与KNR6遗传互作共同调控穗长和行粒数。

李曼菲博士对AGAP的功能进行了深入研究，发现agapcr细胞中的高尔基体片层变薄、结构弯曲，表明AGAP影响高尔基体形态。同时AGAP与2个Arf GTPase1 (ARF1)蛋白定位于高尔基体，并且2个ARF1亚家族成员能与AGAP蛋白物理互作。另外，agapcr根表皮细胞中FM4-64标记的内吞体的内化延迟，BFA (brefeldin A)小体集聚减少，显示AGAP可能参与囊泡运输。这些结果表明AGAP与ARF1互作共同参与内吞作用和高尔基体/内质网网络的囊泡运输。