研究成果

Plant Journal—安淵团队揭示脱水素MsDHN1缓解苜蓿铝毒的分子机制

發布時間:2021-08-11 

近日,万森彩票農業與生物學院安淵教授團隊在Plant journal在線發表了題爲Dehydrin MsDHN1 improves aluminum tolerance of alfalfa (Medicago sativa L.) by affecting oxalateexudation from root tips 的研究論文。該研究發現,紫花苜蓿SK3型脫水素MsDHN1通過增加苜蓿根尖草酸分泌顯著緩解苜蓿鋁毒害;同時發現,水通道蛋白(MsPIP2;1和MsTIP1;1)與MsDHN1互作,並可能參與鋁誘導的草酸分泌。

紫花苜蓿是多年生豆科牧草,營養價值高,經濟效益好。而在我國南方地區,由于土壤呈酸性,土壤中的活性鋁離子(Al3+)嚴重制約了紫花苜蓿的生長,從而影響南方地區畜牧業的發展。

脱水素属于胚胎发育晚期丰度蛋白(Late embryogenesis abundant,LEA),是植物中重要的逆境响应蛋白,但其响应植物铝毒的分子机理尚不明确。紫花苜蓿MsDHN1是一种典型的内在无序蛋白,在植物中可形成二聚体,在根部维管束中高表達;超表達和RNAi干扰表達MsDHN1发现,MsDHN1通过影响草酸的分泌来缓解铝毒;进一步研究发现,两种水通道蛋白 MsPIP2;1和MsTIP1;1与MsDHN1相互作用并可能参与铝诱导的苜蓿草酸分泌。除此之外,该研究还发现,MsABF2为MsDHN1的上游转录因子,并通过与MsDHN1启动子序列中的 ABRE元件结合而激活 MsDHN1表達。

MsDHN1正調控苜蓿對鋁的耐受性

課題組前期的研究工作顯示,MsABF2亦爲MsLEA-D34轉錄因子,通過直接結合RY元件調控其表達。本研究建立了ABA與MsABF2和LEA基因表達調控關系,發現ABA通過劑量效應調節MsABF2介導的MsDHN1、MsLEA-D34的轉錄調控

 ABA 信号通过MsABF2调控MsDHN1MsLEA-D34表達

 

万森彩票農業與生物學院已畢業博士生呂愛敏(現爲該課題組博士後)爲論文第一作者,安淵教授爲通訊作者,博士生文武武、樊娜娜、博士後蘇連泰及周鵬副教授等參與了該研究。該工作得到了國家自然科學基金、及國家重點研發計劃等項目資助。

 

原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15451

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