植物耐鹽機制揭示
在鹽漬化土壤中，為何有的植物耐鹽而其它植物卻不能?內質網(wǎng)成為植物耐鹽與否的關鍵因素，但內質網(wǎng)如何產(chǎn)生作用?長期以來，科學界未有定論。近日，國際植物領域期刊《植物生理學》雜志在線發(fā)表了由山東農業(yè)大學生命科學學院鄭成超教授和黃金光副教授課題組的最新成果，該研究發(fā)現(xiàn)擬南芥鹽敏感突變體SES1是內質網(wǎng)的“幕后推手”，推動著“耐鹽植物”成為耐鹽植物。
土壤鹽漬化嚴重影響植物的生長，不幸的是全球約20%的耕地及將近一半的灌溉土地受到鹽脅迫危害。如何利用鹽漬化土壤培育耐鹽新作物，成為全球性問題。先期科學家發(fā)現(xiàn)，植物內質網(wǎng)在應對鹽脅迫信號轉導及整合方面發(fā)揮重要作用，但鹽脅迫與內質網(wǎng)脅迫之間的調控關系仍不清楚。山東農大的課題組通過正向遺傳學，篩選并鑒定了擬南芥鹽敏感突變體SES1，該突變體中蛋白質的正確折疊受到影響，導致錯誤折疊和未折疊蛋白大量聚集在內質網(wǎng)。錯誤折疊和未折疊蛋白對細胞產(chǎn)生嚴重的毒害作用，為維持生存，細胞會啟動內質網(wǎng)脅迫應答機制，以減輕內質網(wǎng)中蛋白質折疊的負荷，從而達到緩解脅迫、保護細胞的目的。
本研究發(fā)現(xiàn)，SES1編碼一個定位于內質網(wǎng)的分子伴侶蛋白，能幫助內質網(wǎng)中的蛋白質進行正確折疊。同時，內質網(wǎng)脅迫感知蛋白bZIP17轉錄因子能夠通過直接結合SES1啟動子中的ERSEL順式元件，激活其表達。因此，SES1通過緩解鹽害造成的內質網(wǎng)脅迫，從而增強植物的鹽脅迫抗性。該研究提供了植物對鹽脅迫響應和內質網(wǎng)穩(wěn)態(tài)之間的新見解，同時揭示了SES1調節(jié)植物抗鹽的分子機制，為在更大范圍內培育耐鹽新作物提供了重要理論支撐。(王延斌 王靜)
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