植物果膠甲酯酶與果膠甲酯酶抑制子研究進展

李佳穎 胡利華 周海連 魏曉雙 王艷婷 王令強

摘要：果膠是植物細胞壁的主要組分，存在于胞間層與中間層，影響細胞的流變性與黏附性能。果膠的甲酯化程度影響果膠形態，對穩定細胞壁性質以及植物生長發育過程具有重要作用。果膠甲酯酶（PME）是果膠去甲酯化修飾的關鍵酶類，果膠甲酯酶抑制子（PMEI）可特異地結合PME，調節其活性，共同決定果膠的去甲脂化。本文綜述了PME與PMEI的結構及生化作用機制、相關基因家族和表達模式，并進一步對二者介導的果膠去甲酯化過程對細胞壁的影響及其與花粉管發育、根器官形成等植物生長發育過程和逆境響應關系的最新研究進展做了介紹，并進行了展望。

關鍵詞：果膠;果膠甲酯酶;果膠甲酯酶抑制子;細胞壁;逆境響應

中圖分類號：S188+.3文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）08-0049-07

收稿日期：2020-07-27

基金項目：國家自然科學基金（編號：31771775）。

作者簡介：李佳穎（1993—），女，河南開封人，博士研究生，主要從事果膠甲酯化修飾對細胞壁結構影響研究。E-mail：jiayingli@webmail.hzau.edu.cn。

通信作者：王令強，博士，教授，主要從事植物細胞壁合成調控機理研究。E-mail：lqwang@gxu.edu.cn。

果膠是由半乳糖醛酸（D-galacturonic acids，D-Gal-A）以α-1，4-糖苷鍵連接形成的酸性雜多糖[1]，它可以改變細胞的流變性與黏附性能，對植物組織形態、器官建成、果實發育以及激素和逆境響應等具有重要作用[2]。在工業中果膠也可作為食品添加劑、化妝品原料等被廣泛用于食品、醫療保健化學化工行業。

根據側鏈基團不同，果膠主要分為同聚半乳糖醛酸聚糖（HG）、鼠李Ⅰ型半乳糖醛酸聚糖（RG-Ⅰ）和鼠李Ⅱ型半乳糖醛酸聚糖（RG-Ⅱ）。HG是由半乳糖醛酸共價連接的線性長鏈，RG-Ⅰ是由α-1，2-L-鼠李糖與α-1，4-D-半乳糖醛酸結合的聚合體，RG-Ⅱ的復雜多糖組成則包括D-半乳糖、L-半乳糖、L-鼠李糖和D-木糖等至少12種單糖，并通過硼酯鍵形成二聚體[3]。

除了單糖組成的差異外，果膠還受到各種修飾。在高爾基體合成的果膠高度甲酯化，通常在HG的C-6位高度甲酯化，O-2、O-3位部分乙?；痆1，4]。果膠的甲酯度可達70%，乙?；潭葹?0%～85%，不同組織器官間存在差異。高爾基體合成的高甲酯化的果膠經分泌小泡運輸至細胞壁后，被果膠酶修飾，其中包括果膠甲酯酶（pectin methylesterases，PME）[3，5]。PME屬于碳水化合物酯酶CE8家族，是果膠發生水解反應的第1個關鍵酶，目前發現和研究較多[6]。PME的活性可特異地被果膠甲酯酶抑制子（pectin methylesterases inhibitor，PMEI）調控。二者對于果膠的性質、維持細胞形態及中間層的穩定具有重要作用[7-8]。本研究綜述PME、PMEI的結構和作用機制及其在植物生長發育中的作用。

1 PME和PMEI蛋白的結構與生化作用機制

1.1 PME和PMEI的序列和結構

根據N端有無PRO結構域（PF04043），PME可分為Group Ⅰ 和Group Ⅱ 2類。Group Ⅰ（type Ⅱ）無PRO，分子量27～45ku。Group Ⅱ （type Ⅰ）有 1～3個PRO，分子量52～105 ku[2]。對來自微生物和植物的127個PME氨基酸序列比對后發現，PME有5個特征序列片段（GxYxE、QAVAL、QDTL、DFIFG和LGRPW）[9]。

PME蛋白的三維結構在細菌中首次被解析，此后在植物中也被闡明（圖1）[10-11]。番茄的PME為右旋β-螺旋蛋白，呈三股螺旋，其N端主要由一個α-螺旋與第1個β-折疊后的β-轉角構成，C端由4個α-螺旋從與β-折疊側面平行的β-轉角處伸出，內部芳香族氨基酸殘基形成較長的裂縫區域，為PME活性結合區域[12]?；钚越Y合區域內的保守殘基預測為Phe80、Tyr135、Phe156、Tyr218、Trp223和Trp248，在植物中具保守性，在菊歐文式菌（Erwinia chrysanthemi）中Tyr135、Phe156、Trp223仍具保守性[11-12]。Dorokhov等也證明了天冬氨酸殘基（Asp136、Asp157）與谷氨酰胺殘基（Gln113、Gln135）在PME活性位點中的作用[13]。從三維（3D）模型看，植物的PME間活性位點殘基和序列相似度高，與細菌的PME有差異[2]。

按蛋白的基序分類，PMEI屬于隱馬爾科夫模型PF04043。typeⅠ型PME中的PRO結構域與PMEI蛋白的序列具有相似性[7]。PMEI中保守性最強的為4個半胱氨酸殘基位點，兩兩結合形成二硫鍵。獼猴桃PMEI的三維結構中，4個α螺旋（α1、α2、α3、和α4）反向平行排列形成螺旋束，5個半胱氨酸殘基中前4個即Cys74、Cys114、Cys9和Cys18兩兩形成二硫鍵。其中，第1個二硫鍵與螺旋束內部的疏水作用對蛋白結構和穩定性起到支撐作用，第2個二硫鍵連接αa與αb，αa、αb與αc分別是構成N末端的3個短而彎曲的螺旋，與α1、α4構成的平面平行并延伸至外側，N末端所構成的區域對PMEI蛋白結構的穩定性具有重要作用[14]。與PMEI均具有保守的半胱氨酸殘基不同的是，PME 除了部分植物外，真菌和細菌中均未發現有保守性半胱氨酸殘基[9]。

1.2 PME和底物的作用機制

PME的去甲脂化催化過程：PME中Asp225與Asp157二者以氫鍵結合，親核攻擊羧甲基酯鍵，與Phe160距離較近的Asp136充當質子供體，2個谷氨酰胺可以穩定帶有負電荷的中間體，從而釋放甲醇，后Asp136與H2O中的質子結合，致使催化底物與Asp157間氫鍵裂解，活性位點得以恢復（圖1）[11]。PME與底物形成多聚嵌合結構，有3種作用方式：（1）多鏈機制（multiple-chain mechanism）。在多條HG鏈上，PME催化底物去甲酯化后與底物解離，每次只有1個甲酯化的殘基被攻擊。（2）單鏈機制（single-chain mechanism）。在單條HG鏈上，PME將甲酯化的基團連續去甲酯化。（3）多重攻擊機制（multiple-attack mechanism）。PME對底物中多個甲酯化基團去甲酯化[15]。

PMEs的活性受溫度、pH值等植物所處內外環境影響[16-17]。Denès等在蘋果中發現，在pH值=7.0時，PME的作用機制為單鏈多重攻擊機制，在pH值=4.5時，則為多鏈多重攻擊機制[18]。Bonnin等用熒光標記對PME的擴散進行追蹤發現，纖維素存在的凝膠結構中PME的擴散更加明顯，且擴散能力受到PME活性調控[19]。

type Ⅰ 型PME中的PRO也和PME活性調節有關。PRO與PMEI蛋白序列相似，可作為分子內抑制子抑制PME活性，避免PME分泌至細胞壁前過早發揮去甲酯化作用;另外PRO還與PME在細胞壁上的錨定有關。研究表明，表達type Ⅰ型PME基因后，在生長發育前期可檢測到酸性PRO結構域蛋白的活性，抑制PME活性防止果膠過早去甲酯化。而將PRO表達抑制后，PME活性積累增加，果膠的去甲酯化時期提前。再將PRO超表達后可恢復由于超表達PME引起的花粉管長度的改變[20-21]。

1.3 PMEI對PME的作用機制

PMEI主要結合PME的活性區域，與PME 以 1 ∶1 形成非共價可逆復合體（圖2）[12]。PMEI與PME中和底物結合有關殘基位點形成接觸面，使底物無法進入PME活性區域。PME保守殘基位點Phe80、Tyr135和Trp223與底物間的相互作用同時受到阻礙。復合體的結合區域可形成較多氫鍵，提高其穩定性。

PMEI和PME復合物的穩定性受pH值影響。酸性條件下的解離常數低于中性條件下的10倍。當處于接近生理pH值環境時，PMEI與PME間的親和力最高。有趣的是，植物的PMEI對于真菌的PME抑制效果卻不大。獼猴桃PMEI蛋白對植物PME活性有抑制作用，但對細菌和真菌的PME無抑制作用[7，22-24]。原因包括：一是細菌PME的活性區域裂縫較深，PMEI無法深入覆蓋其活性區域;二是植物中的PME序列保守性較強，而真菌中無類似的保守性位點[25-26]。

PMEs的活性受PMEI調控已有較多的分子生物學研究。在擬南芥種皮黏液釋放機制中，類枯草桿菌蛋白酶（subtilisin-like Ser protease，SBT）激活PMEI活性從而抑制PME活性[27]。轉錄因子LEUNIG_HOMOLOG/MUCILAGE MODIFIED1（LUH/MUM1）、SEEDSTICK（STK）與MYB52分別通過調控PMEI6、SBT1.7和PMEI14的表達而調控PME活性，影響種皮黏液釋放[28-30]。SBT3.5和PME17表達模式一致，SBT3.5可靶向結合type Ⅰ型PME的2個堿性基序位點，對PME加工進而將其釋放到胞質中[27]。

PMEI可同時對多個PME產生抑制作用，具體互作模式仍需深入研究。水稻的PMEI12和PMEI8與小麥的TaPMEI對于外源性的PME活性都有抑制作用[31];棉花中的GhPMEI3對GhPME13和GhPME2均有抑制作用[32]。擬南芥的AtPMEI4與AtPMEI9和獼猴桃的PMEI可對柑橘和番茄的PME表現出活性抑制。植物的PMEI對植物PME有抑制作用，但對真菌PME無影響[28，33-34]。

2 PME和PMEI基因家族和表達模式

植物中PME是一類較大基因家族，在擬南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）、亞麻（Linum usitatissimum）、楊樹（Poplus trichocarpa）、番茄（Lycoperscicon esculentum）、梨（Pyrus bretschneideri）中已發現66、43、105、89、79、81個家族成員[35-37]。PMEI基因家族成員眾多，目前在擬南芥、高粱（Sorghum bicolor）、亞麻、短柄草（Brachypodium distachyon）、甘藍（Brassica oleracea）和蕓薹屬物種白菜（Brassica campestris ssp. chinensis）中鑒定的PMEI成員分別有79、54、55、95、38、95、100個[38-39]。

PME和PMEI家族成員具有特異表達模式，傾向于在幼嫩組織中表達。擬南芥的66個PME成員中，85%在花蕾發育期有表達，表明PME可能參與花粉發育及花粉管伸長。PMEI基因與PME類似，在花粉中的表達最高，在花藥中表達數量最多[21]。部分PMEI基因存在組織特異表達，且大多在花、花藥和幼根等幼嫩組織中表達。薺菜（Capsella rubella）與擬南芥等中的PMEI轉錄本數的比例相對較高，而與禾本科植物較低[35]。亞麻中有77.4%的PME在花蕾中有表達，在成熟組織中分別有19個PME及24個PMEI表達。在水稻中也發現部分PMEI基因的組織表達特異性，如OsPMEI28和OsPMEI49分別在幼根和花中特異表達[33]。PME和PMEI存在互作表達模式，在亞麻早期纖維發育中PMEI表達數量最少，活性最弱，自次生細胞壁合成開始至停止沉積期間PMEI的活性較高，調控PME活性[35]。

逆境可誘導PME與PMEI的表達。在茉莉酸甲酯（MeJA）、水楊酸（SA）、脫落酸（ABA）、過氧化物、干旱、乙烯和冷害等脅迫下，PME與PMEI的表達均變化[32]。Chen等研究發現，AtPMEI13與CbPMEI13受低溫誘導，而受鹽脅迫和ABA處理抑制[40]。在水稻43個PME基因中，有27個在細胞伸長期如營養生長期以及幼莖中有較高表達，且對逆境脅迫有不同表達響應[36]。水稻中不同的PMEI成員對逆境的響應在轉錄水平上存在調控差異[33]。

此外，研究發現，過氧化物酶與PMEI有類似的表達模式。Paynel等研究發現，鎘誘導下細胞壁中果膠糖醛酸的共價交聯增加且過氧化物酶活性和PME均有所增加[41]。在擬南芥中發現的PRX36與PMEI6均定位于細胞壁結構域，且存在共表達。最近，利用免疫熒光共振能量轉移-熒光壽命成像，確定擬南芥中PMEI6和與其有共表達關系的過氧化物酶PRX36存在互作，PMEI介導的去甲酯化果膠平臺在PRX36錨定細胞壁結構過程中具有重要作用[42]。這些與其他酶之間的互作表明PME與PMEI在植物生長發育過程中發揮作用的復雜性，其中關系值得進一步研究。

3 PME和PMEI對植物生長發育的影響

大量研究表明，PME和PMEI介導的果膠去甲酯化修飾對植物的生長發育有重要影響。果膠的去甲酯化與細胞壁硬度密切相關，去甲酯化的HG產生帶負電的羧基基團可結合陽離子（如與Ca2+螯合）形成 “蛋箱結構”，或固定Al3+。細胞快速擴張時需要高甲酯化的果膠，當停止生長后在PMEs作用下，低甲酯化的果膠排列在細胞外壁使細胞壁硬度改變[35，43]。PME和PMEI的調控和互作，介導的果膠甲酯度改變，對植物細胞壁性質有重要影響，在植物種子萌發與花粉管發育、根部發育過程以及逆境響應中均扮演了重要角色（圖3）[44]。

3.1 PME與PMEI影響種子萌發與花粉管發育

植物花粉管細胞壁主要由胼胝質和纖維素組成，頂端花粉管壁的組成則幾乎完全是呈片層狀的單層果膠。在花粉管中，果膠的去甲酯化使細胞壁變硬，在分生組織及葉片中，去甲酯化的果膠分布較多影響細胞壁延展性[45-47]。

PME與PMEI對花粉管發育有重要影響。Bosch等研究發現，在施加外源PME之后，煙草的發芽率與花粉管生長顯著降低，生長速度與PME濃度成反比[21]。Zhang等將甘藍BoPMEI1異源反義表達后發現，擬南芥花粉管伸長受到抑制，且部分表現為雄性不育和結實率下降。體外試驗表明，AtPMEI2在花粉管頂端特異表達抑制PME活性，且抑制AtPME1活性，從而調節花粉管外壁穩定性[48]。在擬南芥的基因表達分析中，大量PME和PMEI特異地在花器官中表達，這與其功能是相一致的。

黏液釋放是擬南芥種子在萌發過程中的重要過程，與去甲酯化的果膠有較大關聯。PME58是首個被確定對種皮黏液釋放有直接影響的PME基因。利用Ca2+螯合劑乙二胺四乙酸（EDTA）處理擬南芥種子，發現種皮周圍黏液釋放層擴大[49]。PMEI6是控制種皮黏液釋放的關鍵基因，擬南芥PMEI6突變體中黏液釋放的初生壁與次生壁的交聯處變薄，使得種子在吸漲萌發后更易于將種皮黏液異常釋放[42]。

3.2 PME和PMEI影響根部和果實發育

PME與PMEI介導的果膠去甲酯化影響細胞壁結構，對果實發育、軟化、成熟過程均有影響。蘋果果實成熟過程中，乙烯和低溫可顯著提高PME活性，加速果實軟化。在番茄果實中，PME酶活性的降低對果實的果膠代謝產生影響，改變植物果實中可溶性糖和可溶性固形物含量[50]。此外，木質部中高度甲酯化的果膠為蔗糖轉運提供運輸通道，從而影響光合產物積累與碳源分配[51]。草莓轉錄組數據表明，FvPME38和FvPME39均在成熟期高度表達，且受到ABA調控，且二者的超表達植株與RNAi植株果實發育均受到影響[52]。果膠去甲酯化會影響根部發育，擬南芥中AtPME3參與不定根的形成，突變體的根部對Zn2+表現出敏感性。同時，萌發提前、根毛減少、種子黏液釋放異常，且部分受體激酶以及GA相關基因表達下降，說明AtPME3參與調控了植物生長發育的多個過程[53]。研究發現，在缺磷時，粳稻日本晴中PME活性升高，難溶態磷釋放增加，根尖中果膠去甲酯化程度與難溶態磷的活化程度趨勢一致[54-55]。

3.3 PME和PMEI影響植物逆境響應

PME介導的去甲酯化過程中釋放的甲醇可作為信號分子引起植物對逆境的響應。產生的質子引起胞內pH值的改變為細胞壁提供酸性環境，從而改變果膠降解酶如多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）的活性。當植物遭受病原體攻擊時，PGs作用HG的裂解產物寡聚半乳糖醛酸（oligogalacturonide，OGA）可作為信號分子誘發植物防御機制（圖4）[56]。

在水稻中超表達OsPME14，植株根的生長受到抑制，表現出對鋁脅迫的敏感性[57]。將水稻中PME活性降低后發現，細胞壁中鋁含量降低[58]。Liu等研究發現，在GhPMEI3的基因沉默植株中，GhPME2、GhPME31與VdPG1的活性有所升高，抗病性減弱;而異源超表達植株下胚軸根毛增多，伸長區細胞形態改變，抗病性增強[32]。類似地，在AtPMEI2與AtPMEI3超表達植株中根長顯著增加，半乳糖醛酸總含量未變，但甲酯化水平提高約16%，對灰霉的抗性增強。反之，AtPMEI10、AtPMEI11、AtPMEI12的突變體植株均表現灰霉病抗性降低[48]。將楊樹PtoPME35在擬南芥異源超表達后，在甘露醇脅迫處理下可控制葉片氣孔開合，進而調控植物抗逆性[59]。

4 展望

果膠影響細胞間的黏附性、流變性，其合成與修飾途徑影響著植物根部發育、花粉管萌發、器官建成以及逆境響應。由果膠甲酯酶與果膠甲酯酶抑制子所介導的果膠去甲酯化修飾影響植物生長發育的多個過程，在種子萌發、花器官建成、根部與果實發育、逆境與脅迫響應及細胞壁結構中發揮重要作用。但在植物中，PME與PMEI均為多基因編碼家族蛋白，在發揮作用過程中的冗余現象目前仍需進一步探討。另外，果膠的本身性質受到PME和PMEI作用而改變，但越來越多的研究表明，果膠的改變造成整個細胞壁的性質和結構變化，而這一點在以前并沒有得到足夠的認識[60-61]。由于去甲酯化的果膠與其他多種物質存在交聯，如果膠與細胞壁大分子纖維素間的交聯主要與果膠的甲酯度有關。而PME與PMEI是否參與這些交聯從而改變細胞壁結構影響植物生長發育值得研究。此外，PMEI可同時對多個PME產生活性抑制作用，對于PME的抑制作用是否皆為廣譜性的抑制，其間的關聯機制分析可為未來的研究提供方向。

參考文獻：

[1]Atmodjo M A，Hao Z，Mohnen D. Evolving views of pectin biosynthesis[J]. Annual Review of Plant Biology，2013，64：747-779.

[2]Pelloux J，Rusterucci C，Mellerowicz E J. New insights into pectin methylesterase structure and function[J]. Trends in Plant Science，2007，12：267-277

[3]Mohnen D. Pectin structure and biosynthesis[J]. Current Opinion in Plant Biology，2008，11（3）：266-277.

[4]Harholt J，Suttangkakul A，Scheller H V. Biosynthesis of pectin[J]. Plant Physiology，2010，153（2）：384-395.

[5]Wolf S，Mouille G，Pelloux J. Homogalacturonan methyl-esterification and plant development[J]. Molecular Plant，2009，2（5）：851-860.

[6]Jolie R P，Duvetter T，van Loey A M，et al. Pectin methylesterase and its proteinaceous inhibitor：a review[J]. Carbohydrate Research，2010，345（18）：2583-2595.

[7]Giovane A，Servillo L，Balestrieri C，et al. Pectin methylesterase inhibitor[J]. Biochimica et Biophysica Acta -Proteins and Proteomics，2004，1696（2）：245-252.

[8]Lionetti V，Cervone F，Bellincampi D. Methyl esterification of pectin plays a role during plant-pathogen interactions and affects plant resistance to diseases[J]. Journal of Plant Physiology，2012，169（16）：1623-1630.

[9]Markovicˇ O，Janecˇek Sˇ. Pectin methylesterases：sequence-structural features and phylogenetic relationships[J]. Carbohydrate Research，2004，339（13）：2281-2295.

[10]Kohli P，Kalia M，Gupta R. Pectin methylesterases：a review[J]. Journal of Bioprocessing & Biotechniques，2015，5（5）：1.

[11]Johansson K，El-Ahmad M，Friemann R，et al. Crystal structure of plant pectin methylesterase[J]. FEBS Letters，2002，514（2/3）：243-249.

[12]di Matteo A，Giovane A，Raiola A，et al. Structural basis for the interaction between pectin methylesterase and a specific inhibitor protein[J]. The Plant Cell，2005，17（3）：849-858.

[13]Dorokhov Y L，Skurat E V，Frolova O Y，et al. Role of the leader sequence in tobacco pectin methylesterase secretion[J]. FEBS Letters，2006，580（13）：3329-3334.

[14]Hothorn M，Wolf S，Aloy P，et al. Structural insights into the target specificity of plant invertase and pectin methylesterase inhibitory proteins[J]. The Plant Cell，2004，16（12）：3437-3447.

[15]Grasdalen H，Andersen A K，Larsen B. NMR spectroscopy studies of the action pattern of tomato pectinesterase：generation of block structure in pectin by a multiple-attack mechanism[J]. Carbohydrate Research，1996，289：105-114.

[16]Cameron R G，Luzio G A，Goodner K，et al. Demethylation of a model homogalacturonan with a salt-independent pectin methylesterase from citrus：Ⅰ. Effect of pH on demethylated block size，block number and enzyme mode of action[J]. Carbohydrate Polymers，2008，71（2）：287-299.

[17]Duvetter T，Fraeye I，Sila D N，et al. Mode of de-esterification of alkaline and acidic pectin methyl esterases at different pH conditions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（20）：7825-7831.

[18]Denès J M，Baron A，Renard C M G C，et al. Different action patterns for apple pectin methylesterase at pH 7.0 and 4.5[J]. Carbohydrate Research，2000，327（4）：385-393.

[19]Bonnin E，Alvarado C，Crépeau M J，et al. Mobility of pectin methylesterase in pectin/cellulose gels is enhanced by the presence of cellulose and by its catalytic capacity[J]. Scientific Reports，2019，9（1）：1-10.

[20]Micheli F. Pectin methylesterases：cell wall enzymes with important roles in plant physiology[J]. Trends in Plant Science，2001，6（9）：414-419.

[21]Bosch M，Cheung A Y，Hepler P K. Pectin methylesterase，a regulator of pollen tube growth[J]. Plant Physiology，2005，138（3）：1334-1346.

[22]Giovane A，Balestrieri C，Quagliuolo L，et al. A glycoprotein inhibitor of pectin methylesterase in Kiwi fruit：purification by affinity chromatography and evidence of a ripening‐related precursor[J]. European Journal of Biochemistry，1995，233（3）：926-929.

[23]Jiang C M，Li C P，Chang J C，et al. Characterization of pectinesterase inhibitor in jelly fig （Ficus awkeotsang Makino） achenes[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50（17）：4890-4894.

[24]Dedeurwaerder S，Menu-Bouaouiche L，Mareck A，et al. Activity of an atypical Arabidopsis thaliana pectin methylesterase[J]. Planta，2009，229（2）：311-321.

[25]梅曉宏，陳燕卉，高紅巖，等. 果膠甲酯酶抑制劑的研究進展[J]. 食品科技，2008，33（6）：64-68

[26]DAvino R，Camardella L，Christensen T M I E，et al. Tomato pectin methylesterase：modeling，fluorescence，and inhibitor interaction studies-comparison with the bacterial （Erwinia chrysanthemi） enzyme[J]. Proteins（Structure，Function，and Bioinformatics），2003，53（4）：830-839.

[27]Sénéchal F，Graff L，Surcouf O，et al. Arabidopsis PECTIN METHYLESTERASE17 is co-expressed with and processed by SBT3. 5，a subtilisin-like serine protease[J]. Annals of Botany，2014，114（6）：1161-1175.

[28]Sénéchal F，Mareck A，Marcelo P，et al. Arabidopsis PME17 activity can be controlled by pectin methylesterase inhibitor4[J]. Plant Signaling & Behavior，2015，10（2）：e983351.

[29]Turbant A，Fournet F，Lequart M，et al. PME58 plays a role in pectin distribution during seed coat mucilage extrusion through homogalacturonan modification[J]. Journal of Experimental Botany，2016，67（8）：2177-2190.

[30]Shi D，Ren A，Tang X F，et al. MYB52 negatively regulates pectin demethylesterification in seed coat mucilage[J]. Plant Physiology，2018，176（4）：2737-2749.

[31]Hong M J，Kim D Y，Lee T G，et al. Functional characterization of pectin methylesterase inhibitor （PMEI） in wheat[J]. Genes & Genetic Systems，2010，85（2）：97-106.

[32]Liu N N，Sun Y，Pei Y K，et al. A pectin methylesterase inhibitor enhances resistance to Verticillium wilt[J]. Plant Physiology，2018，176（3）：2202-2220.

[33]Nguyen H P，Jeong H Y，Kim H，et al. Molecular and biochemical characterization of rice pectin methylesterase inhibitors （OsPMEIs）[J]. Plant Physiology and Biochemistry，2016，101：105-112.

[34]Hocq L，Pelloux J，Lefebvre V. Connecting homogalacturonan-type pectin remodeling to acid growth[J]. Trends in Plant Science，2017，22（1）：20-29.

[35]Pinzón-Latorre D，Deyholos M K. Characterization and transcript profiling of the pectin methylesterase （PME） and pectin methylesterase inhibitor （PMEI） gene families in flax （Linum usitatissimum）[J]. BMC Genomics，2013，14（1）：742.

[36]Jeong H Y，Nguyen H P，Lee C. Genome-wide identification and expression analysis of rice pectin methylesterases：implication of functional roles of pectin modification in rice physiology[J]. Journal of Plant Physiology，2015，183：23-29.

[37]Tang C，Zhu X X，Qiao X，et al. Characterization of the pectin methyl-esterase gene family and its function in controlling pollen tube growth in pear （Pyrus bretschneideri）[J]. Genomics，2020，112（3）：2467-2477.

[38]Ren A，Ahmed R I，Chen H，et al. Genome-wide identification，characterization and expression patterns of the pectin methylesterase inhibitor genes in Sorghum bicolor[J]. Genes，2019，10（10）：755.

[39]Liu T，Yu H，Xiong X，et al. Genome-wide identification and characterization of pectin methylesterase inhibitor genes in Brassica oleracea[J]. International Journal of Molecular Sciences，2018，19（11）：3338.

[40]Chen J，Chen X H，Zhang Q F，et al. A cold-induced pectin methyl-esterase inhibitor gene contributes negatively to freezing tolerance but positively to salt tolerance in Arabidopsis[J]. Journal of Plant Physiology，2018，222：67-78.

[41]Paynel F，Schaumann A，Arkoun M，et al. Temporal regulation of cell-wall pectin methylesterase and peroxidase isoforms in cadmium-treated flax hypocotyl[J]. Annals of Botany，2009，104（7）：1363-1372.

[42]Francoz E，Ranocha P，Le Ru A，et al. Pectin demethylesterification generates platforms that anchor peroxidases to remodel plant cell wall domains[J]. Developmental Cell，2019，48（2）：261-276.

[43]Carpin S，Crèvecoeur M，de Meyer M，et al. Identification of a Ca2+-pectate binding site on an apoplastic peroxidase[J]. The Plant Cell，2001，13（3）：511-520.

[44]Wormit A，Usadel B. The multifaceted role of pectin methylesterase inhibitors （PMEIs）[J]. International Journal of Molecular Sciences，2018，19（10）：2878.

[45]Palin R，Geitmann A. The role of pectin in plant morphogenesis[J]. Biosystems，2012，109（3）：397-402.

[46]Hongo S，Sato K，Yokoyama R，et al. Demethylesterification of the primary wall by PECTIN METHYLESTERASE35 provides mechanical support to the Arabidopsis stem[J]. The Plant Cell，2012，24（6）：2624-2634.

[47]Qi J，Wu B B，Feng S L，et al. Mechanical regulation of organ asymmetry in leaves[J]. Nature Plants，2017，3（9）：724-733.

[48]Lionetti V，Fabri E，de Caroli M，et al. Three pectin methylesterase inhibitors protect cell wall integrity for Arabidopsis immunity to Botrytis[J]. Plant Physiology，2017，173（3）：1844-1863.

[49]Turbant A，Fournet F，Lequart M，et al. PME58 plays a role in pectin distribution during seed coat mucilage extrusion through homogalacturonan modification[J]. Journal of Experimental Botany，2016，67（8）：2177-2190.

[50]Tieman D M，Harriman R W，Ramamohan G，et al. An antisense pectin methylesterase gene alters pectin chemistry and soluble solids in tomato fruit[J]. The Plant Cell，1992，4（6）：667-679.

[51]Xu Y H，Sechet J，Wu Y B，et al. Rice sucrose partitioning mediated by a putative pectin methyltransferase and homogalacturonan methylesterification[J]. Plant Physiology，2017，174（3）：1595-1608.

[52]Xue C，Guan S C，Chen J Q，et al. Genome wide identification and functional characterization of strawberry pectin methylesterases related to fruit softening[J]. BMC Plant Biology，2020，20（1）：1-17.

[53]Guénin S，Hardouin J，Paynel F，et al. AtPME3，a ubiquitous cell wall pectin methylesterase of Arabidopsis thaliana，alters the metabolism of cruciferin seed storage proteins during post-germinative growth of seedlings[J]. Journal of Experimental Botany，2017，68（5）：1083-1095.

[54]趙旭升，朱曉芳，吳 啟，等. 水稻根系果膠去甲酯化促進細胞壁磷再利用的機制探究[J]. 土壤學報，2018，55（5）：1190-1198.

[55]Zhu X F，Wang Z W，Wan J X，et al. Pectin enhances rice （Oryza sativa） root phosphorus remobilization[J]. Journal of Experimental Botany，2015，66（3）：1017-1024.

[56]Duan W K，Huang Z N，Song X M，et al. Comprehensive analysis of the polygalacturonase and pectin methylesterase genes in Brassica rapa shed light on their different evolutionary patterns[J]. Scientific

Reports，2016，6：25107.

[57]Yang X Y，Zeng Z H，Yan J Y，et al. Association of specific pectin methylesterases with Al‐induced root elongation inhibition in rice[J]. Physiologia Plantarum，2013，148（4）：502-511.

[58]Zhu C Q，Cao X C，Bai Z G，et al. Putrescine alleviates aluminum toxicity in rice （Oryza sativa） by reducing cell wall Al contents in an ethylene‐dependent manner[J]. Physiologia Plantarum，2019，167（4）：471-487.

[59]Yang W，Ruan M，Xiang M，et al. Overexpression of a pectin methylesterase gene PtoPME35 from Populus tomentosa influences stomatal function and drought tolerance in Arabidopsis thaliana[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications，2020，523（2）：416-422.

[60]Chung D，Pattathil S，Biswal A K，et al. Deletion of a gene cluster encoding pectin degrading enzymes in Caldicellulosiruptor bescii reveals an important role for pectin in plant biomass recalcitrance[J]. Biotechnology for Biofuels，2014，7（1）：147.

[61]Biswal A K，Atmodjo M A，Li M，et al. Sugar release and growth of biofuel crops are improved by downregulation of pectin biosynthesis[J]. Nature Biotechnology，2018，36（3）：249-257.