Plant Journal—安淵團(tuán)隊(duì)揭示脫水素MsDHN1緩解苜蓿鋁毒的分子機(jī)制
近日，上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院安淵教授團(tuán)隊(duì)在Plant journal在線發(fā)表了題為Dehydrin MsDHN1 improves aluminum tolerance of alfalfa (Medicago sativa L.) by affecting oxalateexudation from root tips?的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿SK3型脫水素MsDHN1通過增加苜蓿根尖草酸分泌顯著緩解苜蓿鋁毒害；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，水通道蛋白（MsPIP2;1和MsTIP1;1）與MsDHN1互作，并可能參與鋁誘導(dǎo)的草酸分泌。
紫花苜蓿是多年生豆科牧草，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，經(jīng)濟(jì)效益好。而在我國(guó)南方地區(qū)，由于土壤呈酸性，土壤中的活性鋁離子（Al3+）嚴(yán)重制約了紫花苜蓿的生長(zhǎng)，從而影響南方地區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展。
脫水素屬于胚胎發(fā)育晚期豐度蛋白（Late embryogenesis abundant，LEA)，是植物中重要的逆境響應(yīng)蛋白，但其響應(yīng)植物鋁毒的分子機(jī)理尚不明確。紫花苜蓿MsDHN1是一種典型的內(nèi)在無序蛋白，在植物中可形成二聚體，在根部維管束中高表達(dá)；超表達(dá)和RNAi干擾表達(dá)MsDHN1發(fā)現(xiàn)，MsDHN1通過影響草酸的分泌來緩解鋁毒；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，兩種水通道蛋白 MsPIP2;1和MsTIP1;1與MsDHN1相互作用并可能參與鋁誘導(dǎo)的苜蓿草酸分泌。除此之外，該研究還發(fā)現(xiàn)，MsABF2為MsDHN1的上游轉(zhuǎn)錄因子，并通過與MsDHN1啟動(dòng)子序列中的 ABRE元件結(jié)合而激活 MsDHN1表達(dá)。
MsDHN1正調(diào)控苜蓿對(duì)鋁的耐受性
課題組前期的研究工作顯示，MsABF2亦為MsLEA-D34轉(zhuǎn)錄因子，通過直接結(jié)合RY元件調(diào)控其表達(dá)。本研究建立了ABA與MsABF2和LEA基因表達(dá)調(diào)控關(guān)系，發(fā)現(xiàn)ABA通過劑量效應(yīng)調(diào)節(jié)MsABF2介導(dǎo)的MsDHN1、MsLEA-D34的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。
?ABA 信號(hào)通過MsABF2調(diào)控MsDHN1和MsLEA-D34表達(dá)
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上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院已畢業(yè)博士生呂愛敏（現(xiàn)為該課題組博士后）為論文第一作者，安淵教授為通訊作者，博士生文武武、樊娜娜、博士后蘇連泰及周鵬副教授等參與了該研究。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
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原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15451
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