日前，农学与生物科技学院何光华/张婷教授团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表题为《胞泌复合体亚基OsEXO70L2和OsSEC3A通过调节OsPIN1a/b介导的生长素分布协同调控水稻根发育》（The exocyst subunits OsEXO70L2 and OsSEC3A coordinately regulate root development through modulating OsPIN1a/1b-mediated Auxin distribution in rice）的研究论文。该研究首次揭示，水稻中OsEXO70L2与OsSEC3A两个胞泌复合体亚基形成功能复合体，通过调控囊泡运输影响生长素外排载体PIN1a/b的细胞膜分布，改变生长素在根部的分布模式，协同控制水稻根系生长发育。
植物根系构型不仅直接决定了对水分和养分的吸收效率，而且对固定植株、增强抗倒伏也有十分重要的作用。解析作物根系生长发育的关键遗传机制，有助于实现对根系的定向改造，为培育抗旱、节肥、高产稳产的优良品种提供指导。胞泌复合体介导的囊泡运输在调控植物根系生长发育中具有重要作用，然而其如何调控水稻根系伸长的分子机制仍不清楚。
在前期研究中，团队报道了水稻胞泌复合体亚基OsEXO70L2通过影响根尖分生区长度而调控根长发育。在此基础上，团队进一步证实OsEXO70L2与另一亚基OsSEC3A存在直接相互作用，作用于同一通路协同调控水稻根长。植物根系生长发育高度依赖于生长素在根部的极性分布，根部生长素主要通过特定的生长素转运蛋白从地上组织向根尖运输，其中PIN家族的生长素外排载体发挥着核心作用。本研究发现突变体osexo70l2与sec3a-1囊泡运输缺陷，根部对外源生长素IAA和NPA处理不敏感，生长素分布紊乱。通过免疫组织化学分析、活体GFP荧光分析以及BFA处理和恢复实验，证实OsEXO70L2和OsSEC3A能够调控OsPIN1a/b在细胞膜上的丰度与极性定位，进而影响生长素分布，最终决定水稻根长发育。
皇冠城娱乐网农学与生物科技学院博士后涂燃冉为第一作者，博士后王宏（已出站）和博士生邹沁雯为共同第一作者。何光华教授为通讯作者，张婷教授和王宏博士为共同通讯作者。王楠教授和沈文强讲师参与了研究工作，张觅教授对本研究提供了建议和帮助，上海交通大学张大兵教授提供了遗传转化标签系。研究得到了国家自然科学基金（32171970、U23A20184）、生物育种国家科技重大专项（2023ZD0406804）、重庆市现代农业产业技术体系水稻创新团队（CQMAITS202301）和皇冠城娱乐网中央高校基本科研业务费专项资金（SWU-KF25021）等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2602053123
