生長素是第一個被發(fā)現的植物激素，幾乎參與了植物生長發(fā)育調控的每個過程。尤其引人關注的是，生長素在植物體內呈現出明顯的極性運輸特性，即生長素會沿著特定方向在細胞間流動。例如，常見的向日葵“轉頭”運動，便是生長素在向光側和背光側的分布不均導致的。

作為將生長素從細胞外轉運至細胞內的“搬運工”，AUX1/LAX家族蛋白在極性運輸中發(fā)揮著關鍵作用。目前，現有研究對AUX1/LAX家族蛋白仍然缺乏分子水平的認知。AUX1是AUX1/LAX家族蛋白成員之一。為了攻克生長素極性運輸機制的關鍵“缺口”，研究團隊針對首個被鑒定的生長素內向運輸蛋白——擬南芥AUX1展開了研究。

研究團隊首先搭建了基于放射性同位素的生長素內向運輸檢測體系，結合生化手段證實了AUX1的生長素結合和轉運活性受到質子濃度的影響，并被小分子抑制劑CHPAA等抑制。隨后，研究團隊進一步利用冷凍電鏡技術解析了AUX1在無底物結合狀態(tài)、與底物生長素IAA結合狀態(tài)、與CHPAA結合狀態(tài)等三種不同狀態(tài)下的高分辨率三維結構，首次揭示了AUX1/LAX家族蛋白的形貌。同時，研究團隊進一步解析了AUX1在與CHPAA結合狀態(tài)下的結構，為其抑制機理提供了見解，并提出了AUX1依賴于質子濃度梯度來介導生長素內向運輸的轉運模型。

研究人員表示，這項研究填補了生長素極性運輸研究的關鍵空白，不僅有助于加深對植物激素運輸機制的理解，也為未來農業(yè)應用奠定了基礎，有望在除草劑開發(fā)、提升作物產量和增強作物環(huán)境適應性等方面發(fā)揮應用價值。（記者吳長鋒）

責任編輯：魏敏