2021年7月30日，The Plant Cell在线发表了来自美国密苏里大学David M Braun研究组题为“Maize Brittle Stalk2-Like3, encoding a COBRA protein, functions in cell wall formation and carbohydrate partitioning”的研究论文。该研究表明在玉米中Bk2L3基因在组织生长和细胞壁发育中起作用，并表明韧皮部细胞壁形成在避免糖类运输堵塞和促进源到汇碳分配方面的起重要作用。
源组织（例如成熟叶）中产生的碳水化合物必须分配到汇组织（例如根）以促进生长和发育并防止源叶中光合作用的反馈抑制。为了实现这一点，植物通过韧皮部将碳水化合物（主要以蔗糖的形式）从源运输到汇。而韧皮部糖类运输通道的堵塞会导致源叶中淀粉和可溶性糖的过度积累、光合作用减少、褪绿叶中花青素的积累以及植物身材和生育力的降低。
该研究筛选得到两个玉米突变体cpd28和cpd47，表现碳水化合物分配缺陷表型，类似于蔗糖转运受损的突变体。通过将 14C 标记的 蔗糖应用于源叶尖，发现 14C-Suc 在两种突变体的叶中的转运都减少。通过基因定位发现这两突变体定位在BK2L3)基因上，该基因是 COBRA 家族的成员，在各种植物的细胞壁形成中发挥保守作用。ZmBK2L3 中的突变导致纤维素丰度降低。那么促进纤维素沉积的蛋白质如何最终影响 Suc 运输呢？
该研究进一步发现韧皮部细胞壁的结构完整性在 cpd28 突变体中受损。此外，cpd28 突变体源叶中的韧皮部压力显着低于野生型，强调了源组织韧皮部中细胞壁结构完整性的重要性，以维持驱动 Suc 从源组织输出所需的高膨胀压力。
综上所述，该研究除了证明 ZmBK2L3 在细胞壁形成和细胞生长中的保守作用外，还揭示了韧皮部细胞壁中纤维素沉积与长距离 Suc 运输之间的联系，提供了对植物中有效和受控碳分配的机制的见解。由于从源到汇的 Suc 运输在植物生长和发育中起着关键作用，更完整的 Suc 传递过程中涉及的蛋白质清单将帮助我们制定新的策略来提高植物生产力和生物量产量。
论文链接：
https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab193/6330629#
https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab195/6330631?searchresult=1