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别之龙教授团队联合薛绍武团队解析盐胁迫下南瓜钠转运体调控机制
时间:2023-03-24

近日,PG游戏官网别之龙教授团队联合生命科学技术PG游戏官网薛绍武教授团队在Plant Journal上发表题为《CmCNIH1 improves salt tolerance by influencing the trafficking of CmHKT1;1 in pumpkin》的研究论文,该文解析了盐胁迫下南瓜钠转运体CmHKT1;1细胞定位的调控机制及其对于离子稳态维持的重要性。

作为黄瓜、西瓜等多种瓜类作物的常用砧木,南瓜对非生物逆境具有很强的抗性。近年来,随着设施蔬菜栽培面积的不断扩大,设施土壤次生盐渍化的问题日益突出,黄瓜是设施蔬菜主栽作物,但其对盐胁迫敏感,采用耐盐性强的南瓜作为砧木与黄瓜嫁接后能提高对盐胁迫抗性。别之龙教授课题组前期的研究表明,盐胁迫下南瓜砧木根系的CmHKT1;1能及时将Na+限制在根系木质部中,从而避免了Na+过多向黄瓜接穗中运转是其提高嫁接黄瓜耐盐性的重要原因,但是,PG游戏官网南瓜CmHKT1;1的调控机制尚不清楚。

为了解析CmHKT1;1的调控机制,本研究首先以CmHKT1;1为诱饵进行酵母双杂文库筛。诰虻揭桓鯿ornichon同源物(CNIH)蛋白—CmCNIH1,该蛋白在胞内定位于多种囊泡运输相关的结构,包括内质网(ER)、高尔基体(Golgi)及内质网输出位点(ERES)(图1),暗示其极可能是影响了CmHKT1;1的分泌从而参与了南瓜盐胁迫的响应。

图1 CmCNIH1定位于内质网、高尔基体、内质网输出位点

研究团队进一步利用其建立的南瓜根系瞬时转化体系、烟草瞬时表达、酵母异源表达及非洲爪蟾卵母细胞系统等多种手段,证明了完整的CmCNIH1蛋白对于CmHKT1;1的质膜定位的重要性(图2)。

图2 CmCNIH1在烟草、南瓜根系及酵母中调控CmHKT1;1的质膜定位

此外,CmCNIH1明显受到盐胁迫诱导表达,对CmCNIH1敲除材料的耐盐性评价结果表明,CmCNIH1对于南瓜在盐胁迫下维持Na+/K+稳态具有重要作用。基于以上结果,研究团队提出了CmCNIH1调控CmHKT1;1介导南瓜盐胁迫响应的工作模型:盐胁迫下CmCNIH1表达量上升,通过促进CmHKT1;1运输到质膜,进而CmHKT1;1得以发挥功能来维持一个相对稳定的Na+/K+比例,从而避免盐胁迫对植物造成的伤害(图3)。

图3 CmCNIH1调控CmHKT1;1介导南瓜盐胁迫响应的工作模型

论文第一作者为PG游戏官网在读博士生韦兰星和生命科学技术PG游戏官网在读博士生刘镠,通讯作者为别之龙教授与薛绍武教授。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金创新群体以及生命科学技术PG游戏官网创新团队龙云计划等项目的支持。PG游戏官网王鹏蔚教授、黄远副教授和杨丽副教授也参与了本研究。

论文链接:https://doi.org/10.1111/tpj.16197


文字:韦兰星

审核:别之龙    薛绍武

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