近期,中國熱科院橡膠所栽培技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在橡膠樹等植物外排草酸解除鋁毒的分子機(jī)制研究方面取得進(jìn)展,首次對橡膠樹和擬南芥中的草酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因進(jìn)行了功能鑒定,并揭示它們在植物解鋁中可能發(fā)揮重要作用。
在全球土壤酸化的背景下,鋁毒已經(jīng)成為作物生產(chǎn)和森林經(jīng)營中必須面對的環(huán)境問題,但對于鋁對橡膠樹生長和產(chǎn)量影響的研究基本處于空白。研究團(tuán)隊(duì)前期大量研究表明,土壤酸化導(dǎo)致的鋁毒對橡膠樹生長和產(chǎn)膠具有一定影響,但橡膠樹是一種非常耐鋁的植物。為了探討橡膠樹耐鋁毒的機(jī)制,研究團(tuán)隊(duì)對鋁處理下橡膠樹根系的轉(zhuǎn)錄組和代謝組進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,與其它植物如芋頭、蕎麥和菠菜等一樣,根系調(diào)控草酸外排是橡膠樹解鋁的重要機(jī)制。但植物體中的草酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因至今尚未被克隆、鑒定。為此,研究團(tuán)隊(duì)基于一種已鑒定的木霉褐腐真菌草酸轉(zhuǎn)運(yùn)體FpOAR(Fomitopsis palustris oxalic acid resistance),通過生物信息學(xué)預(yù)測分析、亞細(xì)胞定位、表達(dá)分析、轉(zhuǎn)化酵母突變體及擬南芥突變體試驗(yàn)證明HbOT1、HbOT2和AtOT能夠增強(qiáng)酵母細(xì)胞的抗草酸活性和耐鋁性,其主要通過膜囊泡外排草酸達(dá)到解鋁的目的。該結(jié)果對于深入了解植物耐鋁的機(jī)制和選育作物耐鋁品種具有一定的指導(dǎo)作用。
(關(guān)鍵字:植物 分子 進(jìn)展)