细胞壁对于植物生长发育及抗胁迫均具有基础性作用。乙酰化作为细胞壁多聚物的主要修饰形式，其修饰水平和位置对细胞壁理化性质和结构产生重要影响。研究表明，模式植物拟南芥有三类蛋白参与细胞壁多糖的乙酰化修饰，其中TBL(Trichome Birefringence-Like)属多蛋白成员家族。木聚糖是水稻中最主要的半纤维素，且主链和侧链均存在高度的乙酰化修饰，但目前对水稻细胞壁多糖乙酰化修饰的分子机制和生物学功能知之甚少。

中国科学院遗传与发育生物学研究所周奕华研究组通过对OsTBL1蛋白的研究发现，水稻OsTBL1蛋白具有木聚糖乙酰基转移酶活性。分离到的ostbl1和ostbl2突变体及其双突变体均表现出植株矮化，细胞壁单糖和纤维素含量未见降低，但乙酰基含量显著降低。全细胞壁核磁共振谱图 (HSQC) 分析和抽提组分分析，确定乙酰基含量下降源于木聚糖乙酰化修饰减少。基因表达和蛋白印迹分析均证明OsTBL1为主效基因。免疫电镜分析等确定其定位于“多糖合成工厂”高尔基体上。去除跨膜结构域的OsTBL1在毕赤酵母中重组表达，纯化后进行酶活实验发现，OsTBL1能特异添加乙酰基到木聚糖和木寡糖上，最适寡糖底物为木五糖。二级质谱分析所生成的产物发现，OsTBL1不仅可在木五糖的内部或边侧糖基上添加乙酰基，也能在连续木糖残基上添加乙酰基。核磁共振谱图(COSY)分析显示OsTBL1修饰产物主要为2-O位或3-O位单乙酰化修饰形式。另外还发现突变体对水稻白叶枯病原菌Pxo145和Pxo61均表现为更感病，表明木聚糖乙酰化修饰对白叶枯病的抗病性极为重要。该研究揭示了水稻细胞壁多糖木聚糖乙酰化修饰的分子机制，为水稻分子育种提供了新的理论依据。

上述研究成果于11月18日在线发表于《植物生理学》杂志（Plant Physiology，DOI:10.1104/pp.16.01618）。周奕华研究组的博士研究生高亚平和博士后贺从武为该论文的共同第一作者，研究员周奕华和副研究员张保才为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委和科技部等项目资助。

图：水稻木聚糖乙酰化修饰的分子机制