类受体蛋白RLP51通过促进BRI1和BAK1蛋白丰度调控油菜素内酯信号通路

本研究针对油菜素内酯(BRs)信号通路中正向调控机制不明的科学问题，通过遗传筛选发现RLP51过表达可部分恢复bak1-3 bkk1-1和bri1-301突变体的BR缺陷表型。研究人员证实RLP51与BR受体BRI1和共受体BAK1相互作用，并通过促进蛋白合成而非稳定性的方式提高二者蛋白水平，首次揭示RLP51作为BR信号正向调控因子的分子机制，为植物激素调控网络研究提供新见解。

　　

在植物王国中，油菜素内酯(BRs)堪称"生长魔术师"，这类固醇类激素调控着植物从种子萌发到开花结果的整个生命周期。然而科学家们发现，BRs要发挥神奇作用，必须通过细胞膜上的"信号接收器"——由BRI1和BAK1组成的受体复合物来感知。虽然已有研究发现BKI1、BIR3等负调控因子能抑制这个信号接收器，但究竟谁在背后"推波助澜"增强信号接收能力，一直是困扰植物学家的谜题。

兰州大学的研究团队在《Journal of Genetics and Genomics》发表的研究中，通过巧妙的遗传筛选揭开了这个谜底。他们发现一个名为RLP51的类受体蛋白，就像BR信号通路的"助推器"，能显著提升BRI1和BAK1这对"黄金搭档"的蛋白水平，从而增强植物对BRs的响应能力。这项发现不仅填补了BR信号正向调控机制的空白，更为作物遗传改良提供了新的分子靶点。

研究人员采用多学科交叉的研究策略：首先通过bak1-3 bkk1-1双突变体进行LRR-RLP基因过表达筛选；利用CRISPR/Cas9技术构建rlp51突变体；采用双分子荧光互补(BiFC)和荧光素酶互补(LCI)验证蛋白互作；通过蛋白质印迹(WB)和实时定量PCR(qRT-PCR)分析蛋白丰度变化；使用环己酰亚胺(CHX)处理评估蛋白稳定性。所有实验材料均为拟南芥野生型(Col-0)和各种突变体。

【RLP51被鉴定为bak1-3 bkk1-1的遗传抑制因子】
研究团队在bak1-3 bkk1-1背景下过表达所有LRR-RLP基因时，意外发现RLP51过表达株系表现出明显的BR表型恢复。这些植株的莲座叶展开更充分，下胚轴伸长更显著，暗示RLP51可能参与BR信号调控。更令人振奋的是，RLP51过表达还能部分挽救弱等位突变体bri1-301的表型，而rlp51突变则加剧了bri1-301和bak1-4 serk1-8的BR缺陷表型，这些遗传证据强有力地表明RLP51是BR信号的正向调节因子。

【RLP51与BRI1和BAK1存在体内互作】
通过BiFC和LCI实验，研究人员捕捉到RLP51与BRI1、BAK1在植物细胞内的"亲密接触"。荧光信号清晰地显示这三者能在细胞膜上形成复合物。特别值得注意的是，RLP51的加入并不影响BRI1-BAK1这对"老搭档"的相互作用，暗示它可能通过其他方式调控BR信号。

【RLP51显著提高BRI1和BAK1蛋白水平】
深入机制研究发现，RLP51最惊人的作用是能大幅提升BRI1和BAK1的蛋白丰度。当RLP51与BRI1或BAK1共表达时，Western blot检测到二者蛋白水平显著增加，而对应的mRNA水平却变化不大。更关键的是，环己酰亚胺追踪实验显示RLP51并不影响BRI1和BAK1的蛋白稳定性，暗示它可能是通过促进翻译过程来增加蛋白合成。

这项研究首次描绘了RLP51调控BR信号通路的完整路线图：作为膜定位的"信号放大器"，RLP51通过物理互作将BRI1和BAK1"聚集"在一起，并启动特殊的翻译调控机制，像"蛋白工厂"的领班一样督促细胞生产更多BR受体。这种精巧的调控方式既避免了过度激活带来的能量浪费，又能确保植物对BRs的快速响应。

从更广阔的视角看，RLP51的发现打破了人们对RLP蛋白认知的边界。传统认为RLP家族主要参与免疫反应，而这项研究证明它们也能跨界调控植物激素信号。考虑到BRs在作物株型塑造和抗逆性中的核心作用，操纵RLP51表达可能成为未来设计"理想株型"作物的新策略。正如通讯作者Kai He团队指出的，这项研究为理解植物如何精细调控膜受体蛋白丰度这一基本科学问题提供了全新范式。