梨果实石细胞形成中PuRBOHF-PuPRX42-like复合体激活木质素生物合成的分子机制

本研究揭示了梨果实石细胞形成的关键调控机制：PuRBOHF（呼吸爆发氧化酶同源物）与PuPRX42-like（过氧化物酶42-like）形成功能复合体，通过介导活性氧（ROS）信号通路显著促进木质素沉积。该发现为解析NADPH氧化酶（RBOH）调控植物次生壁构建提供了新视角，对改善梨果实品质的分子育种具有重要指导意义。

　　

Highlight

PuRBOHF介导的ROS信号参与石细胞积累

为探究活性氧（ROS）在梨石细胞形成中的作用，我们对徒手切片进行间苯三酚-HCl和二氨基联苯胺（DAB）染色。木质素与ROS的积累模式高度一致——在果实发育过程中，染色区域先扩大后减少（图1A）。石细胞含量、H₂O₂水平及PuRBOHF表达量在50天盛花期（DAFB）达到峰值，表明ROS爆发与木质化进程存在时空耦合性。

讨论

石细胞的结构与大小是决定梨果实内在品质的核心要素（Liu等，2024）。本研究首次证实ROS作为关键信号分子，通过PuRBOHF-PuPRX42-like复合体模块精确调控木质素聚合：①PuPRX42-like表达与石细胞含量呈正相关；②PuRBOHF在石细胞中特异性高表达，驱动O₂^-转化为H₂O₂；③该复合体通过FAD/血红素辅基的电子传递链激活苯丙烷代谢通路。这些发现为"呼吸爆发氧化酶-过氧化物酶"协同调控植物细胞壁重塑提供了直接证据。

结论

本研究阐明PuPRX42-like与PuRBOHF形成功能复合体（图6），通过"ROS-木质素"级联反应调控石细胞发育。该机制不仅解析了梨果实质地形成的分子基础，更为分子设计育种改善果实品质提供了新靶点。