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葉綠體逆向信號(hào)對(duì)植物抗鹽應(yīng)答的促進(jìn)作用
最近更新時(shí)間：2021-8-16
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詳細(xì)介紹：
Cell Reports在線發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)于鹽脅迫條件下植物葉綠體活性氧自由基（ROS）穩(wěn)態(tài)維持的機(jī)制研究，闡明了葉綠體的逆向信號(hào)對(duì)植物抗鹽應(yīng)答的促進(jìn)作用。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)汪松虎教授為該文的通訊作者，中科院成都生物研究所已畢業(yè)博士莊勇為第一作者。鹽脅迫會(huì)對(duì)植物細(xì)胞造成離子毒性、滲透脅迫和氧化脅迫等傷害。葉綠體的光合作用對(duì)鹽脅迫非常敏感，會(huì)產(chǎn)生大量的活
Cell Reports在線發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)于鹽脅迫條件下植物葉綠體活性氧自由基（ROS）穩(wěn)態(tài)維持的機(jī)制研究，闡明了葉綠體的逆向信號(hào)對(duì)植物抗鹽應(yīng)答的促進(jìn)作用。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)汪松虎教授為該文的通訊作者，中科院成都生物研究所已畢業(yè)博士莊勇為第一作者。
鹽脅迫會(huì)對(duì)植物細(xì)胞造成離子毒性、滲透脅迫和氧化脅迫等傷害。葉綠體的光合作用對(duì)鹽脅迫非常敏感，會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧(ROS)，是植物ROS的主要來源。葉綠體如何在鹽脅迫條件下維持ROS平衡，以及過氧化氫（H2O2）介導(dǎo)的葉綠體逆向信號(hào)是否參與鹽脅迫應(yīng)答，目前還不太清楚。
汪松虎課題組分離到一個(gè)鹽脅迫和葉綠體氧化脅迫誘導(dǎo)的新基因EGY3，該基因編碼一個(gè)定位葉綠體的蛋白。該基因的缺失突變體egy3-1表現(xiàn)出對(duì)鹽脅迫和MV誘導(dǎo)的葉綠體氧化脅迫的超敏感性，而該基因的過表達(dá)植株顯著提高植物的對(duì)鹽脅迫和葉綠體氧化脅迫的抗性。鹽脅迫條件下，突變體的葉綠體中積累了大量的超氧超氧陰離子而H2O2積累不足，過表達(dá)植株的葉綠體則表現(xiàn)出相反的ROS穩(wěn)態(tài)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)EGY3可以與定位于葉綠體光合系統(tǒng)I的類囊體膜的銅鋅超氧化物歧化酶Cu/Zn-SOD2（CSD2）發(fā)生直接的相互作用，同時(shí)增加CSD2在鹽脅迫條件下的穩(wěn)定性。CSD2的穩(wěn)定性增加，可以將葉綠體光合系統(tǒng)I產(chǎn)生的O2？-歧化成更多H2O2，H2O2作為葉綠體逆向信號(hào)的信號(hào)分子之一，顯著增加了核編碼的脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)，從而提高了植物的抗鹽性）。
有趣的是，通過外源添加低濃度的H2O2（或APX酶的抑制劑）可以互補(bǔ)egy3-1的鹽脅迫超敏感的表型，這表明egy3-1的鹽脅迫超敏感性是由于葉綠體產(chǎn)生的H2O2不足造成的。H2O2可以在胞外區(qū)（extracellular region）、葉綠體、線粒體和過氧化物酶體等細(xì)胞器中產(chǎn)生，該研究也進(jìn)一步證明葉綠體來源的ROS對(duì)植物的抗逆應(yīng)答同樣非常重要，可以通過提高葉綠體中H2O2的含量來提供植物對(duì)鹽脅迫的抗性