Plant Cell Environment [2021 IF7.947]曲樂慶研究組在水稻對鎘吸收轉運機制研究中取得新進展
曲樂慶研究(jiu)組在(zai)水(shui)稻對鎘吸收轉運機制研究(jiu)中(zhong)取得新進展(zhan)
水(shui)稻是(shi)(shi)我(wo)國重(zhong)要糧食作物，重(zhong)金屬鎘(ge)污染已經成(cheng)為制(zhi)(zhi)約我(wo)國稻米(mi)安全(quan)生產(chan)的(de)(de)重(zhong)要因(yin)子。揭(jie)示水(shui)稻稻米(mi)鎘(ge)累積分子生理(li)機(ji)制(zhi)(zhi)，培育稻米(mi)低鎘(ge)累積水(shui)稻品種，是(shi)(shi)保障我(wo)國糧食生產(chan)的(de)(de)可持續(xu)發展和(he)人民(min)健康的(de)(de)重(zhong)要舉(ju)措，然而(er)目(mu)前對水(shui)稻鎘(ge)吸收轉運的(de)(de)分子機(ji)理(li)還(huan)不清(qing)楚。中科(ke)院(yuan)植物研究(jiu)所曲樂慶課題(ti)組通過酵母鎘耐受能力篩(shai)選(xuan)實驗發現(xian)異源表達水稻金(jin)屬(shu)伴侶蛋白OsHIPP9改變(bian)了(le)酵母對鎘(ge)和(he)銅(tong)的耐受能(neng)力。進一(yi)步研究發現，OsHIPP9主要在水稻根系外皮層和節中增大維管束（EVB）的木質部區域(yu)表達。OsHIPP9功(gong)能缺(que)失不(bu)影(ying)(ying)響水(shui)稻對(dui)鎘的(de)吸收，但影(ying)(ying)響鎘的(de)分配(pei)，oshipp9突變體上(shang)部節(jie)和穗部的鎘含量增加，成熟葉(xie)片中的鎘含量降(jiang)低，而(er)過(guo)量表達(da)OsHIPP9則增加對鎘的吸收(shou)，OsHIPP9過量表達(da)植株莖、葉和糙米中鎘含量均增加(jia)。此(ci)外，oshipp9突變體莖、葉和糙米中銅的含(han)量降低，而(er)OsHIPP9過量(liang)表(biao)(biao)達(da)植株地上部銅(tong)的含量(liang)增加。體外(wai)實(shi)驗結果表(biao)(biao)明OsHIPP9能與(yu)鎘和銅(tong)離子結(jie)合。這些結果表明，OsHIPP9在水(shui)稻(dao)中具有雙(shuang)重(zhong)金屬(shu)伴侶的(de)功能，在節(jie)中EVB的(de)木質部區(qu)域螯(ao)合鎘(ge)參(can)與鎘(ge)的(de)分配，而在(zai)根系(xi)外皮層區(qu)域則螯(ao)合銅(tong)參(can)與銅(tong)的(de)吸(xi)收(shou)。該研究闡(chan)述了金屬伴侶OsHIPP9調(diao)控水稻(dao)鎘和(he)(he)銅累積的分子(zi)機(ji)理，對于解析水稻(dao)鎘和(he)(he)銅的吸收及轉運機(ji)制具有重(zhong)要理論(lun)意義(yi)，同時為低鎘水稻(dao)分子(zi)育種提供了(le)借(jie)鑒和(he)(he)參考(kao)。
該(gai)研究成果于(yu)(yu)2023年2月27日在線發表于(yu)(yu)Plant, Cell & Environment期刊上。植(zhi)物所已(yi)畢業博士生(sheng)熊碩為論文第一作者，曲樂慶(qing)研究員為通(tong)訊(xun)作者。該(gai)研究得到了中科(ke)院戰(zhan)略性先導科(ke)技專(zhuan)項和國(guo)家(jia)轉基因重大專(zhuan)項的(de)資助。
文(wen)章鏈(lian)接：
圖(tu)：OsHIPP9在水稻(dao)鎘和銅吸收(shou)轉運過程中的工作(zuo)模式圖
文(wen)章(zhang)中的GUS染色(se)使用了(le)RTU4032 GUS染(ran)色試劑盒。
