独脚金内酯是一类由类胡萝卜素衍生的植物激素，在调控植物株型、促进植物与丛枝菌根真菌的共生和诱导根寄生植物种子萌发等方面起着重要作用。在植物体内，独脚金内酯通过抑制侧芽的伸长生长而控制分枝的形成，通过干扰独脚金内酯的合成以及信号已成为优化植物株型的手段之一。独脚金内酯的代谢调控及其作用机制是近年来植物发育生物学的一个重要研究领域。以拟南芥、水稻等植物为研究材料，目前已鉴定到超过30种不同结构的独脚金内酯分子，并且在独脚金内酯的生物合成、转运及信号传导等方面取得了一系列重要进展。然而由于一些独脚金内酯分子稳定性差且测定困难，在植物体内独脚金内酯的分解代谢机制尚不清楚。 

　　中科院植物所胡玉欣研究组研究发现，拟南芥羧酸酯酶家族成员AtCXE15及其直系同源蛋白是一种独脚金内酯分解代谢的关键酶。他们在研究植物细胞多能性过程中发现， AtCXE15 的表达在根和地上器官外植体中对生长素呈现出完全相反的反应模式。在拟南芥中过量表达AtCXE15基因能够显著增加分枝数目，而这种分枝数目增加是由于体内独脚金内酯缺乏造成的。进一步研究发现，AtCXE15能够结合并在体内和体外高效水解不同类型的独脚金内酯分子，且其在苜蓿、大豆等双子叶植物和单子叶植物水稻及裸子植物双子铁中的直系同源蛋白功能高度保守。有意思的是，与独脚金内酯合成和信号基因不同，AtCXE15转录水平受到独脚金内酯和多种外界环境信号调控，暗示CXE15介导的独脚金内酯稳态可能是整合环境信号和植物分枝发育的一种机制。该研究揭示了植物独脚金内酯分解代谢和稳态调控机制，也为通过时空操纵体内独脚金内酯分布进而优化作物及观赏植物株型提供了新的策略。 

　　该研究成果于2021年11月11日在线发表于国际学术期刊Nature Plants上，该刊在同期的“新闻与观点”栏目对该工作进行了专题评述。植物所助理研究员徐恩君为该论文第一作者，研究员胡玉欣为通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导专项、国家自然科学基金委的资助。 

　　文章链接：https://doi.org/10.1038/s41477-021-01011-y 

　　（分子生理实验室供稿）

a，过表达AtCXE15促进拟南芥分枝。b，AtCXE15受独脚金内酯诱导并减弱侧芽中独脚金内酯信号。c，AtCXE15能高效水解不同类型的独脚金内酯分子。d，CXE15介导的独脚金内酯分解代谢在种子植物中保守。