植物激素乙烯在植物生长发育和逆境响应中起着重要作用。在双子叶植物拟南芥中，乙烯信号传导途径已很清晰。乙烯信号通过乙烯受体-CTR1-EIN2-EIN3 / EIL1途径被感知和转导。在半水生单子叶水稻中，乙烯在对缺氧条件的适应性反应中起着重要作用，并调节多种农艺性状，但其信号传导机制尚不清楚。
最近，由中国科学院遗传与发育生物学研究所的张劲松教授和陈受宜教授领导的研究小组揭示了水稻根系中一种新的乙烯信号传导机制。
Zhang和Chen的实验室已经开发出一种有效的系统来鉴定水稻乙烯信号突变体。他们筛选了一组水稻乙烯反应突变体，命名为maohuzi（mhz，中文名称，猫胡子），并鉴定了乙烯信号传导的保守和新成分。
在鉴定出的突变体中，对根系特异性乙烯不敏感的突变体mhz1进行了研究。他们发现，MHZ1编码与拟南芥AHK5同源的胞质组氨酸激酶OsHK1。通常，组氨酸激酶介导的信号传导在细菌中更为普遍。
通过生化实验，他们发现MHZ1在保守的组氨酸残基上具有自磷酸化能力，并通过OsAHPs将磷酸基团转移至OsRR21，这被称为多步磷酸化。他们证明了这种MHZ1介导的磷酸转移对于乙烯调节的根部生长至关重要。
此外，他们发现乙烯受体OsERS2与MHZ1相互作用以抑制其激酶活性，并随后抑制MHZ1介导的磷酸化。该OsERS2-MHZ1-磷酸酶途径的功能部分独立于保守的OsEIN2-OsEIL1途径，调节水稻根部的乙烯响应。
这项研究揭示了水稻根部的一种新型乙烯信号传导机制，其中MHZ1与乙烯受体相互作用以调节乙烯响应。该发现表明，水稻可能已经采用了比拟南芥更复杂的乙烯信号传导机制来适应水渍环境。
论文题为“Histidine kinase MHZ1/OsHK1 interacts with ethylene receptors to regulate root growth in rice”，于2020年1月24日发表在《Nature Communications》上。
文献来源:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-14313-0
