近日,我院申创博士在国际著名学术期刊《Frontiers in Plant Science》(IF = 6.627;中科院2区)发表了最新综述成果“The regulatory role of abscisic acid on cadmium uptake, accumulation and translocation in plants”,该综述总结了脱落酸合成途径的最新研究成果(图1),并阐明了脱落酸影响不同物种吸收、转运和解毒镉的生理和分子机制。
图1 植物中脱落酸生物合成、分解代谢和运输通路
脱落酸是一种植物激素,在植物响应镉胁迫中起重要作用,但其对植物吸收和转运镉的作用存在种间差异。如在拟南芥、水稻、胡杨、莴苣中脱落酸抑制镉的吸收和转运,而在龙葵和苎麻中则起促进作用。有趣的是,不同浓度的脱落酸可导致东南景天产生完全不同的镉吸收和转运效果。该综述主要结论如下: (1)脱落酸对镉吸收的抑制作用主要表现在调控ABI5-MYB49-IRT1途径,促进木栓层和亚皮层的沉积以及抑制V-ATP酶和V-PP酶的质子泵活性。(2)脱落酸对镉转运的影响主要通过调节QUAC1和SLAC1的磷酸化、SaPIP的表达以及气孔的密度和大小来抑制蒸腾作用;调控miRNA165/166的表达水平来提高木质部的疏水性;调控HMA2/3/4和NRAMP1等镉运蛋白的表达水平(图2)。这些成果为镉污染农田的安全利用提供了新的思路。
图2 脱落酸影响植物吸收和转运镉的分子机理
《Frontiers in Plant Science》在植物科学类期刊中处于领先地位,备受全球研究者的肯定。该研究得到了国家自然科学基金项目(No. 42007144)的资助。(文/申创 一审/刘赛 二审/黄俊歆 三审/辛俊亮)