生长素是第一个被发现的植物激素，几乎参与了植物生长发育调控的每个过程。尤其引人关注的是，生长素在植物体内呈现出明显的极性运输特性，即沿着特定方向在细胞间流动。日常常见的向日葵“转头”运动就是生长素在向光侧和背光侧分布不均匀产生的结果。而AUX1/LAX家族蛋白作为将生长素从细胞外转运至细胞内的“搬运工”，在极性运输中发挥着关键作用。

目前，现有研究对AUX1/LAX家族蛋白仍然缺乏分子水平的认知。为了突破理解生长素极性运输机制的这一关键“缺口”，研究团队针对首个被鉴定的生长素内向运输蛋白——拟南芥AUX1展开了研究。

研究团队首先搭建了基于放射性同位素的生长素内向运输检测体系，结合生化手段证实了AUX1蛋白的生长素结合和转运活性受到质子浓度的影响，并被小分子抑制剂CHPAA等抑制。进一步，研究团队利用冷冻电镜技术解析了AUX1在无底物结合状态、与底物生长素IAA结合状态、与CHPAA结合三种不同状态下的高分辨率三维结构，首次揭示了AUX1/LAX家族蛋白的形貌。

孙林峰、刘欣与学生讨论

谭树堂指导学生观察植物样本

同时，研究团队进一步解析了AUX1在CHPAA结合状态下的结构，为其抑制机理提供了见解，并提出了AUX1依赖于质子浓度梯度来介导生长素内向运输的转运模型。

AUX1蛋白介导的生长素内向运输机制示意图

本研究填补了生长素极性运输研究的关键空白，结合研究团队前期的一系列成果，不仅有助于加深对植物激素运输机制的理解，也为未来农业应用奠定了基础，有望在除草剂开发、提升作物产量和环境适应性等方面发挥应用价值。

 研究团队合影（孙林峰 左三 刘欣 左二 谭树堂 右三）

中国科学技术大学杨智森、魏宏、甘雨琳，香港中文大学（深圳）刘慧慧为论文共同第一作者，中国科学技术大学孙林峰教授、刘欣副教授、谭树堂教授为论文共同通讯作者。

来源：中国科大新闻网

摄影：周欣宇

编辑：陈文烜