作者:田瑞颖 来源:中国科学报 发布时间:2023/3/22 21:35:08
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水稻对镉吸收转运机制研究获进展

 

近日,中科院植物研究所研究员曲乐庆团队研究发现,异源表达水稻金属伴侣蛋白OsHIPP9改变了酵母对镉和铜的耐受能力。相关研究成果发表于《植物细胞与环境》。

水稻是我国重要粮食作物,重金属镉污染严重制约我国稻米的安全生产,揭示水稻稻米镉累积分子生理机制,培育稻米低镉累积水稻品种,是保障我国粮食生产的可持续发展和人民健康的重要举措,然而目前对水稻镉吸收转运的分子机理尚不清楚。

曲乐庆团队通过酵母镉耐受能力筛选实验发现,异源表达水稻金属伴侣蛋白OsHIPP9改变了酵母对镉和铜的耐受能力。通过进一步研究,他们发现OsHIPP9主要在水稻根系外皮层和节中增大维管束的木质部区域表达,OsHIPP9功能缺失不影响水稻对镉的吸收,但影响镉的分配,oshipp9突变体上部节和穗部的镉含量增加,成熟叶片中的镉含量降低,而过量表达OsHIPP9则增加对镉的吸收,OsHIPP9过量表达植株茎、叶和糙米中镉含量均增加。

此外,他们还发现oshipp9突变体茎、叶和糙米中铜的含量降低,而OsHIPP9过量表达植株地上部铜的含量增加。体外实验结果表明OsHIPP9能与镉和铜离子结合。

该研究表明,OsHIPP9在水稻中具有双重金属伴侣的功能,在节中增大维管束的木质部区域螯合镉参与镉的分配,而在根系外皮层区域则螯合铜参与铜的吸收。研究阐述了金属伴侣OsHIPP9调控水稻镉和铜累积的分子机理,对于解析水稻镉和铜的吸收及转运机制具有重要理论意义,同时为低镉水稻分子育种提供了借鉴和参考。  

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pce.14576 

 
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