ROS（受体介导的信号转导）在油菜素内酯（brassinosteroids）和赤霉素（gibberellic acids）之间的相互作用中起到调节作用，这种相互作用以对抗的方式影响根部的不对称周向细胞分裂，从而促使拟南芥（Arabidopsis）根部形成中皮层（middle cortex）

《Plant Signaling & Behavior》：ROS-mediated interplay between brassinosteroids and gibberellic acids antagonistically modulates asymmetric periclinal cell division leading to middle cortex formation in Arabidopsis roots

该研究揭示布拉辛二烯（BRs）和赤霉素（GAs）通过调控活性氧（ROS）水平拮抗调控拟南芥根中皮层（MC）的形成，BZR1激活剂和GA合成缺陷突变体促进MC，而BR合成抑制剂和GA信号增强突变体抑制MC，ROS通过调控SHR/SCR信号通路实现整合调控，并形成正反馈环路。

　　植物根部的不对称细胞分裂（Asymmetric Cell Divisions, ACDs）在维持根部结构和环境适应性方面发挥着至关重要的作用。本文探讨了油菜素内酯（Brassinosteroids, BRs）和赤霉素（Gibberellins, GAs）如何通过调控活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）的水平，相互拮抗地影响根部中间皮层（Middle Cortex, MC）的形成。研究发现，BRs和GAs在根部内皮层细胞分裂中具有相反的作用，这种作用通过ROS的积累和调控实现，揭示了植物激素与氧化还原信号在根部发育中的复杂交互机制。

### 植物激素与根部发育的调控

根部发育是一个高度调控的过程，涉及多种植物激素和信号通路的协调作用。在拟南芥（*Arabidopsis thaliana*）根部中，中间皮层的形成是根部结构成熟的一个关键事件。这一过程通常发生在种子萌发后7至14天，通过二次不对称的周缘分裂（periclinal divisions）在内皮层中形成新的细胞层。中间皮层的形成不仅影响根部的结构组织，还对根部的生长方向和适应性产生深远影响。

BRs和GAs在根部发育中表现出显著的拮抗作用。BRs通过促进ROS的生成，特别是过氧化氢（H?O?）的积累，增强中间皮层的形成。而GAs则通过抑制ROS的水平，抑制这种分裂过程。这种调控作用在多个突变体和化学处理实验中得到了验证。例如，BR信号增强的突变体*bzr1-1D*表现出显著增加的H?O?水平和中间皮层的形成，而GA生物合成缺陷的突变体*ga1-3*则显示出相反的趋势。这些结果表明，BRs和GAs在中间皮层形成过程中具有对立的调控机制。

### ROS在BR-GA信号交互中的核心作用

活性氧（ROS）在植物细胞信号传导中扮演着关键角色。它不仅参与细胞分裂和分化，还与植物激素的调控网络紧密相连。BRs通过上调*RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG*（RBOH）基因的表达，促进H?O?的生成，从而支持中间皮层的形成。相反，GAs则通过抑制RBOH的活性，降低ROS水平，进而抑制中间皮层的发育。

在本研究中，ROS的积累与中间皮层的形成密切相关。通过使用ROS清除剂（如碘化钾KI）处理突变体和化学处理的植株，发现ROS的清除显著抑制了中间皮层的形成，进一步支持了ROS在BR-GA调控中的核心地位。例如，在ROS生成能力减弱的*rbohD/F*突变体中，中间皮层的形成明显减少，且BL或PAC的促分裂作用也被削弱。这表明，BRs和GAs通过调控ROS水平，最终影响中间皮层的形成。

### 研究方法与实验设计

为了探究BRs和GAs对中间皮层形成的影响，研究者使用了一系列化学处理和突变体分析方法。首先，通过化学处理，研究了BRs和GAs对根部中间皮层形成和H?O?水平的影响。结果表明，BL或PAC的处理显著促进了中间皮层的形成，而BRZ或GA?的处理则抑制了这一过程。随后，通过基因型的交叉实验，研究了BR和GA信号通路之间的相互作用。例如，*bzr1-1D*与*ga1-3*的双突变体表现出中间皮层形成的显著增加，而*ga1-3*与*det2*的双突变体则显示出中间皮层形成的显著减少，这表明BR和GA信号通路在中间皮层形成中存在复杂的相互作用。

此外，通过使用共聚焦显微镜和荧光染色技术，研究者对根部结构进行了详细的观察和定量分析。结果显示，BL或PAC处理的植株中，中间皮层形成的频率显著提高，而BRZ或GA?处理的植株中，这一频率则明显降低。这些实验数据进一步支持了BRs和GAs通过调控ROS水平，影响中间皮层形成的结论。

### 结论与未来研究方向

本研究揭示了BRs和GAs在拟南芥根部中间皮层形成中的拮抗作用，并指出ROS作为连接这两个信号通路的关键整合因子。这一发现为理解植物激素与氧化还原信号如何协同调控根部发育提供了新的视角。未来的研究需要进一步探索ROS在SHR/SCR网络中的直接分子靶点，以及BR和GA信号通路的空间和时间调控如何影响根部地组织的发育可塑性。通过整合空间转录组学、染色质可及性分析和蛋白质相互作用动态研究，有望更全面地揭示这些复杂调控网络的机制。

综上所述，BRs和GAs通过调控ROS的水平，相互拮抗地影响根部中间皮层的形成。这一发现不仅加深了我们对植物激素调控根部发育的理解，也为进一步研究植物信号传导网络提供了重要的理论基础和实验依据。