AtRBOHF-ROS介导了Na+吸收调控和高盐胁迫应答

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中文摘要：高盐胁迫是影响农业生产的主要非生物胁迫之一,因此研究植物抗盐胁迫应答的分子机制具有重要的科学理论意义和潜在的应用价值.近年来通过反向遗传学技术鉴定出了许多重要的抗盐相关因子(如SOS1等).但现有的拟南芥(Arabidopsis thaliana)盐敏感性异常突变体的筛选都是在in vitro(培养皿)条件下开展的,而已有研究表明在不同的生理条件下植物可能通过不同的抗盐机制来应对高盐胁迫,因此这些筛选势必会遗漏一些重要的抗盐因子,这些抗盐因子在自然条件下有重要的抗盐作用,但在in vitro条件下其抗盐功能并不明显.通过土壤培养条件下的突变体筛选（与in vitro培养相比，土壤培养更接近自然生态环境），筛选到了soil salinity sensitive1-1（sss1-1；它对土壤培养条件下的高盐胁迫十分敏感，但对in vitro条件下的高盐胁迫敏感性正常）和soil salinity tolerance1-1（sst1-1；它对土壤培养条件下的高盐胁迫有抗性，但对in vitro条件下的高盐胁迫没有抗性）。后续研究表明SSS1和SST1分别编码ARABIDOPSIS THALIANA RESPIRATORY BURST OXIDASEHOMOLOGUE(At RBOHF)和ETHYLENE OVERPRODUCTION1（ETO1）。At RBOHF是一个ROS合成的限速酶，它介导了重要的Na+吸收调控和高盐胁迫应答机制：在高盐环境下，根维管柱中的At RBOHF转录水平增加，从而导致维管柱中ROS合成增加，进而维持维管柱中的低Na+环境，减少从根到地上部分的Na+运输，最终促进抗盐。ETO1基因编码一个含有肽结合结构域的蛋白,它通过介导ACSs的降解来负调控乙烯合成，ETO1功能缺失突变体乙烯合成增加。研究发现，乙烯信号途径在At RBOHF-ROS上游发挥作用，它通过促进At RBOHF介导的ROS合成来抑制Na+吸收，进而增强拟南芥对高盐胁迫的耐受能力。研究结果证明了At RBHF-ROS在Na+吸收调控和高盐胁迫应答中有重要作，为进一步深入研究ROS介导植物高盐胁迫应答的分子机制奠定了基础。同时，研究结果也表明通过土壤培养条件下的突变体筛选能够鉴定出一类特殊的抗盐因子，它们在土壤培养条件下有重要的抗盐作用，但在in vitro条件下其抗盐功能并不明显，相关研究为后续规模化筛选该类抗盐因子奠定了基础。

作者：

蒋才富、Eric J Belfield、J Andrew C Smith、Nicholas P Harberd

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作者单位：

中国农业大学,北京,中国,100093

Partment of Plant Science, University of Oxford, Oxford, UK,OX1 3RB

关键词：

植物高盐胁迫钠离子吸收调控蛋白表达

主办单位：

中国遗传学会

会议名称：

第三届“模式生物与人类健康”发育遗传学全国学术研讨会

会议时间：

2014-07-17

会议地点：

厦门

会议母体文献：

第三届“模式生物与人类健康”发育遗传学全国学术研讨会论文集

页码：

出版时间：

2014