Nature Communications丨蔣才富課題組揭示重要抗鹽堿機制
發布日期:2020-01-14 瀏覽次數:  信息來源:生物學院

       耕地鹽堿化是導致農作物減產的主要非生物逆境,它是由于耕地中含鹽量高,且堿性鹽(主要是Na2CO3和NaHCO3)比重大所致。鹽堿脅迫相較鹽脅迫對作物的負面影響更嚴重,其主要原因之一是鹽堿脅迫下H+跨膜梯度依賴的Na+轉運體(如SOS1)功能受到抑制,Na+毒害加劇。到目前為止,玉米等作物抗鹽堿的分子機制還很不清楚,已成為作物抗鹽堿育種的理論瓶頸。

       1月10日,中國農業大學蔣才富團隊在Nature Communications在線發表了題為Natural variation of an EF-hand Ca2+-binding-protein coding gene confers saline-alkaline tolerance in maize的研究論文,報道了一個玉米抗鹽堿QTL基因ZmNSA1 (Na+ Content under Saline-Alkaline condition),揭示了EF-hand蛋白調控鹽堿脅迫下Na+穩態的新機制。




       該研究通過GWAS克隆一個調控鹽堿脅迫下玉米地上部Na+穩態的基因, 它編碼一個含有EF-hand結構域的Ca2+結合蛋白,它負調控PM-H+-ATPases(MHAs)的表達和抗鹽堿應答。在鹽堿脅迫下,胞內Ca2+濃度升高, Ca2+結合ZmNSA1并促使其被26S蛋白酶體途徑降解,上調MHA2和MHA4表達,促進根部H+外排, 從而增強質膜Na+/H+反向轉運體SOS1的活性,促進Na+穩態,增強玉米對鹽堿脅迫的耐受性。該研究揭示了一種新的EF-hand蛋白解碼Ca2+信號的機制,解析了它在玉米抗鹽堿應答中的作用機制,是作物抗鹽堿基礎研究領域的重要成果。





       該研究由中國農業大學蔣才富楊小紅教授課題組合作完成,博士生曹一博為論文第一作者,蔣才富教授為論文通訊作者。相關工作得到了國家科技部、農業部和國家自然科學基金委及北京市相關項目的資助。

       文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-14027-y 

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