近期,中國熱科院橡膠所栽培技術研究團隊在橡膠樹等植物外排草酸解除鋁毒的分子機制研究方面取得進展,首次對橡膠樹和擬南芥中的草酸轉運體基因進行了功能鑒定,并揭示它們在植物解鋁中可能發揮重要作用。
在全球土壤酸化的背景下,鋁毒已經成為作物生產和森林經營中必須面對的環境問題,但對于鋁對橡膠樹生長和產量影響的研究基本處于空白。研究團隊前期大量研究表明,土壤酸化導致的鋁毒對橡膠樹生長和產膠具有一定影響,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制,研究團隊對鋁處理下橡膠樹根系的轉錄組和代謝組進行了分析,結果表明,與其它植物如芋頭、蕎麥和菠菜等一樣,根系調控草酸外排是橡膠樹解鋁的重要機制。但植物體中的草酸轉運體基因至今尚未被克隆、鑒定。為此,研究團隊基于一種已鑒定的木霉褐腐真菌草酸轉運體FpOAR(Fomitopsis palustris oxalic acid resistance),通過生物信息學預測分析、亞細胞定位、表達分析、轉化酵母突變體及擬南芥突變體試驗證明HbOT1、HbOT2和AtOT能夠增強酵母細胞的抗草酸活性和耐鋁性,其主要通過膜囊泡外排草酸達到解鋁的目的。該結果對于深入了解植物耐鋁的機制和選育作物耐鋁品種具有一定的指導作用。
(關鍵字:植物 分子 進展)