2023年11月17日上午福建农林大学未来技术学院-海峡联合研究院副院长徐通达教授为我院植物学专业学生做主题为“植物胞外生长素信号通路-从信号感知到传递”的报告，本次报告由生命科学学院植物学学科主任李超研究员邀请主持，我院植物学专业各年级博士生和硕士生以及多名老师参加了本次报告。

生长素是最重要的植物激素之一，其在不同浓度下调控在植物生长发育和应对环境变化中起着十分重要的作用。生长素的合成及调控是植物控制局部生长素浓度的关键环节，但是人们对生长素合成的非转录水平的调控机制知之甚少。徐通达教授团队解答了高浓度生长素如何抑制植物的局部生长这个重要问题，阐明非典型IAA蛋白在介导生长素信号和植物发育调控中的作用模式。该结果不但为生长素领域的研究提供了全新的思路，也为植物其他信号通路的传递模式提供了借鉴。

生长素在合成代谢和极性运输两种方式作用下，在植物体内形成浓度梯度，通过细胞信号转导调控细胞伸长、细胞分裂和细胞分化参与植物生长发育过程。领域内了解得比较清楚的是，TIR1作为生长素受体与生长素结合后泛素化降解Aux/IAAs，使ARFs转录因子得到释放从而激活下游基因的转录，具有决定细胞命运转录调控的功能。博士研究期间，徐通达教授一直在思考是否存在其他的生长素受体介导生长素信号传递。他发现质膜定位的TMK受体激酶也能够作为生长素受体感知胞外生长素信号的存在，于2012年发表在《Science》期刊上。徐老师讲到，TMK作为一种跨膜受体激酶，在质膜上与ABP1一起结合并识别生长素来催化大量蛋白质磷酸化，从蛋白质水平对细胞的生长起到非转录调控的作用。这两种调控方式从不同的角度共同对细胞命运决定起到关键作用——转录调控起到保量的作用，决定了蛋白质的表达水平；而非转录调控则起到保质的作用，影响了蛋白质的稳定、定位和活性。

TMK的发现为生长素信号响应提出了全新的分子机制，TMK与ABP1在复合体中共同识别生长素并发挥功能，然而ABP1突变体却没有与TMK突变体相应的表型。徐通达团队经过深入思考，从结构相似性的角度入手，利用IP-MS技术找出与ABP1具有结构相似性的蛋白ABL1，这一成果于报告当天在《Cell》期刊上发表。他们利用生物化学、分子生物学和遗传学手段证实了ABL1与TMK作为共受体一同对生长素进行识别。这一发现解决了TMK及其共受体如何识别生长素的问题。

在此之后，徐通达教授和他的团队进一步挖掘TMK如何介导生长素信号传递过程，并聚焦到TMK剪切入核现象。植物的顶端弯钩是由下胚轴两侧的细胞差异性伸长生长产生的重要结构，这一结构在植物萌发过程中经过形成、维持和打开三个阶段，而生长素的浓度过高或过低均会影响顶端弯钩的维持过程。研究发现TMK在植物萌发的21h就发生剪切，正好与顶端弯钩的维持过程重合。在2019年发表于《Nature》的工作中，他们从生长素核受体TIR1与IAAs关系的研究中发现了一类非经典IAAs与TMK会形成异源二聚体，并且受到TMK磷酸化后抑制基因转录。TMK在植物的特定生长阶段下剪切入核，通过磷酸化稳定IAA32/34抑制基因的转录调控过程。进一步地，徐团队找到了Meta/caspases，MC4，发现其特异性地剪切TMK的R527位点，并且MC4的活性依赖于Ca2+，同时生长素也能够引起Ca2+的内流。这一发现解释了生长素如何在高浓度下抑制植物生长以及为何植物的不同组织器官对生长素的耐受程度表现不同。

在报告过程中，徐老师将他的研究经验和思路方法分享给大家，激发了各位同学的科研热情。报告后，徐老师与在场的师生进行热烈的互动交流，探讨相关科学问题，分享科研经验，促进了学术合作。