近日，山东农业大学李厦教授团队与南开大学张彦教授、青岛农业大学李恩教授在The Plant Cell发表了题为RSL4-regulated transcription and ROP signaling coordinate root hair growth via BOUNDARY OF ROP DOMAIN proteins的研究论文，揭示了拟南芥BDR6和BDR7蛋白在协调根毛极性生长中的核心作用。该工作首次揭示了一类ROP效应蛋白如何通过不同区室定位，直接耦合质膜信号与核内转录程序，为理解植物细胞形态建成的时空协调机制提供了新颖范式。
该研究聚焦于根毛发育中两个经典通路，即由RSL4转录因子介导的基因表达网络，以及由ROP GTPase驱动的顶端质膜极性信号。长期以来，二者如何协同确保根毛生长，是领域内未解的关键问题。
研究发现，BDR6和BDR7在根毛中特异性表达，并同时定位于根毛顶端的质膜以及细胞核。遗传证据表明，它们不仅是ROP信号促进根毛伸长所必需的组分，也在功能上与RSL4转录因子密切互作。进一步的分子机制解析揭示在细胞核内，BDR6/7与RSL4结合，并增强其对下游靶基因（包括多个ROP信号组分）的转录激活能力。与此同时，RSL4直接结合并激活BDR6/7基因的表达，形成一个自我强化的正反馈环路。BDR6/7被ROP招募到质膜，可能将转录程序输出转化为多种ROP介导的细胞活动。
该研究的核心创新在于揭示了“BDR介导质膜ROP信号-核转录途径跨区室信号耦合”的机制：BDR6/7作为ROP效应蛋白，一方面在质膜参与信号执行，另一方面进入细胞核调控转录，从而在物理和功能上直接协同信号感知与基因表达。这突破了传统上对ROP效应蛋白仅局限于胞质功能的认知，提出了一类具有双重定位与功能整合能力的信号-转录耦合器。
这一机制可能具有广泛意义。植物细胞极性生长过程均存在ROP信号通路及转录调控通路。BDR家族蛋白的双定位属性可能代表了一种普适而高效的细胞时空协调策略。该研究不仅深化了对根毛发育机制的理解，也为探索植物细胞极性建立的普遍原理提供了重要线索。
山东农业大学博士研究生徐萌为本文第一作者；山东农业大学李厦教授、南开大学张彦教授、青岛农业大学李恩教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金委、山东省自然科学基金委等项目支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koag073
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