高等植物通过根锚定在土壤中,根除了从土壤中吸收水分和营养元素外,同时也感知周围环境的变化,对植物的生长发育至关重要。在双子叶植物中,侧根作为植物主根系的分支,决定了根系的结构和功能。侧根的发育受到根部细胞与细胞以及细胞与环境之间信号交流的调控。类受体蛋白激酶是一类单次跨膜蛋白,在介导这类信号交流过程中起着至关重要的作用,参与植物的生长发育以及免疫等生物学过程。类受体蛋白激酶参与侧根发育的分子机制已有一些研究进展,但这对于复杂而又精细的生物学过程来说只是冰山一角,已发现一些功能未知的类受体蛋白激酶特异地在侧根处表达,揭示并阐明它们的生物学功能对我们全面认识内外环境因子对侧根发育的调控机制具有重要的生物学意义。在对拟南芥中的223个亮氨酸富集型类受体蛋白激酶(Leucine-Rich Repeat Receptor-Like Protein Kinases,LRR-RLKs)表达图谱进行分析后,我们发现其中一个类受体蛋白激酶,RLK68,在侧根中特异表达。随后的研究表明RLK68同源基因RLK165也在侧根中有表达。RLK68与RLK165构建的双基因缺失突变体rlk68rlk165表现出成熟侧根数目显著减少的表型,遗传互补实验和第二套独立的缺失突变体rlk68-2 rlk165-2证明该表型的确由这两个RLKs缺失造成。通过进一步对根进行透明,观察和统计发现双突变体rlk68 rlk165中部分侧根滞留在侧根原基第I时期,从而导致成熟侧根数目减少。亚细胞定位观察发现,RLK68在主根和侧根细胞中均存在极性分布,与PIN家族蛋白相似;RLK165在主根的内皮层以及侧根中定位。外源施加生长素可以诱导RLK68的表达,但双突变体rlk68 rlk165中生长素的响应元件DR5,生长素输出载体PIN1、PIN3以及生长素输入载体AUX1的定位和表达量都没有变化,说明RLK68可能在生长素的下游发挥功能。磷酸化实验结果显示RLK68和RLK165在体外没有自磷酸化活性,但在体内可以被其它激酶磷酸化,表明它们是非典型的激酶失活的类受体蛋白激酶;蛋白质互作实验证明RLK68和RLK165之间存在相互作用,暗示它们可能作为复合体发挥功能。此外,双突变体rlk68 rlk165主根和侧根对外源多肽激素CEP5超敏感,但这一过程不依赖于CEP5可能的受体CEPR1,暗示着RLK68及RLK165可能在CEP5介导的侧根发育过程中起着独立于CEPR1的调控作用。同时,RNASeq和qRT-PCR数据显示在双突变体rlk68 rlk165中细胞壁重塑酶的转录水平降低,表明RLK68和RLK165可能通过调控细胞壁的重塑来影响侧根的发育。综上所述,RLK68和RLK165可能作为受体复合体的组分,响应特定信号分子,被其它激酶磷酸化激活后,介导下游信号传递,并通过调控细胞壁的重塑参与侧根的早期发育。