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陆生植物的地上部分覆盖着一层高度疏水的角质层。角质层在植物生长发育、减少非气孔水分蒸腾、减弱紫外光的伤害以及抵御病虫害侵袭等方面均发挥重要作用。根据角质层在电子显微镜下的不同电子密度，由外向内将其分为蜡质层、表皮固有层和角质。最外层的蜡质层是多种成分的混合物，主要成分是超长链脂肪酸及其衍生物，包括醇、醛、烷烃和蜡酯。超长链脂肪酸的碳链长度一般在C20到C34，其生物合成是由脂肪酸延伸酶复合体(FAE complex)利用长链脂酰辅酶A(long-chain fatty acyl-CoA)和丙二酰辅酶A(malonyl-CoA)作为底物来完成。超长链脂肪酸的延伸过程需要4步反应:β-酮脂酰辅酶A合酶(KCS)催化C16或C18脂酰辅酶A缩合为β-酮脂酰辅酶A;酮脂酰辅酶A还原酶(KCR)将β-酮脂酰辅酶A还原生成羟基脂酰辅酶A;羟基脂酰辅酶A脱水酶(HCD)将羟基脂酰辅酶A脱水产生烯脂酰辅酶A;最后烯脂酰辅酶A被还原酶(ECR)还原为饱和碳链的脂酰辅酶A。以上四步反应为一个循环，每次循环使脂肪酸碳链延长两个碳原子。KCS催化延伸反应的第一步，直接控制脂肪酸的碳链长度和表面蜡质的含量。 本研究通过图位克隆的方法从水稻叶片呈现沾水表型的Wax crystal-sparseleaf4（wsl4-1）突变体中分离出控制该性状的WSL4基因。WSL4基因编码一个β-酮脂酰辅酶A合酶(E.C.2.3.1.119，KCS)，该蛋白与拟南芥CER6(ECERIFERUM6)/CUT蛋白序列高度一致。突变体wsl4-1勺WSL4蛋白序列第228位的丝氨酸转换为苯丙氨酸。突变体wsl4-1的功能互补实验表明WSL4的突变是引起蜡质晶体缺失表型的原因。WSL4基因在水稻中具有泛在性表达模式，但主要在幼嫩的组织中表达。亚细胞定位显示WSL4蛋白定位于内质网。 wsl4-1突变体的叶片表面蜡质总量显著降低，其中主要成分C30和C32的脂肪酸及其衍生物水平显著降低，暗示wsl4-1突变可能抑制脂肪酸碳链由C28向C30的延伸。而另外一个表面沾水的蜡质突变体wsl4-2（WSL4蛋白序列第422位的天冬酰胺转换为丝氨酸）的叶片表面蜡质中的主要成分C28-C32脂肪酸及其衍生物水平显著降低，说明wsl4-2突变可能抑制脂肪酸碳链由C26向C28的延伸。在野生型水稻中过量表达WSL4的结果表明WSL4有促进C30脂肪酸合成的功能，但是在野生型酵母中表达WSL4没有显著改变菌株的饱和碳链脂肪酸组成。同时，在酵母elo3敲除突变体中表达WSL4仅少量提高C24脂肪酸的水平，而没有超过C24的脂肪酸生成。 利用免疫共沉淀，分离并鉴定到WSL4的互作蛋白。该蛋白是拟南芥CER2蛋白的同源蛋白，属于BAHD酰基转移酶家族，因此将其命名为OsCER2。酵母双杂交(SUY2H)实验进一步证明WSL4与OsCER2的相互作用。将WSL4与OsCER2在elo3酵母突变体中共表达能够显著提高C24脂肪酸的含量，并生成C26-C30的脂肪酸，而突变的WSL4与OsCER2共表达对酵母脂肪酸合成没有影响。 HXXXD基序是BAHD家族中最保守的序列。对OsCER2的该基序进行定点突变后与WSL4在酵母中进行双杂验证。结果表明，突变的OsCER2(H172E、D176A和D176H)不能与WSL4互作。将其在酵母中与WSL4共表达，也不能生成超过C24的脂肪酸，证明HXXXD基序不仅对蛋白的互作很重要，也影响OsCER2的功能。 综上结果，WSL4参与水稻中C22到C30超长链脂肪酸碳链的延伸过程，其中C24向C30的碳链延伸需要OsCER2的辅助。