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我校解析南瓜耐盐差异的生理和分子机制

核心提示: 近日,我校别之龙教授团队在Journal of Experimental Botany杂志发表了题为“南瓜的耐盐机制”(Salt tolerance mechanisms in pumpkin species (Cucurbita))的研究论文,该文解析了印度南瓜和中国南瓜耐盐差异的生理和分子机制。

南湖网讯(通讯员 黄远)近日,我校别之龙教授团队在Journal of Experimental Botany杂志发表了题为“南瓜的耐盐机制”(Salt tolerance mechanisms in pumpkin species (Cucurbita))的研究论文,该文解析了印度南瓜和中国南瓜耐盐差异的生理和分子机制。我校园艺林学学院博士研究生牛蒙亮、谢俊俊和硕士研究生陈晨为共同第一作者,通讯作者为黄远副教授和别之龙教授。

南瓜是重要的蔬菜作物,也是黄瓜、西瓜和甜瓜等作物的嫁接砧木,在世界各地广泛栽培。印度南瓜(Cucurbita. maxima)和中国南瓜(Cucurbita. moschata)是南瓜的主要栽培种。目前,对于甜土植物耐盐机理的研究,大部分集中在减少地上部Na+的积累方面,关于地上部积累更高的Na+和具有耐盐性的组织耐盐机制(tissue tolerance mechanism)尚不明晰。

我校课题组通过选用10份典型的南瓜自交系为研究材料,发现印度南瓜的耐盐性普遍高于中国南瓜,但是地上部却积累了更高的Na+,表现出一种典型的组织耐盐机制。通过生理学和转录组研究手段,课题组发现印度南瓜的组织耐盐机制主要有三个方面:一是通过HKT1(Na+ unloading from xylem vessels to xylem parenchyma cell)和NHX4/6(Na+ vacuolar and endosomal compartmentation)发挥作用,将大量的Na+蓄积到叶脉,减少Na+往叶肉的运输;其二是叶肉细胞维持更高的K+含量和渗透调节能力,为细胞质正常的生理生化代谢奠定了基础;第三是盐胁迫下印度南瓜叶肉细胞能通过NCED3(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 3)快速合成ABA,促进气孔的早期关闭,维持叶片水分含量,降低了叶肉细胞较高的Na+毒害。

该研究结果丰富了植物的耐盐机理,对于南瓜的耐盐育种具有重要意义,并且得到国家自然科学基金和中以国际合作项目等科研项目的资助。澳大利亚塔斯马尼亚大学Sergey Shabala教授和Lana Shabala博士参与了本课题的研究。

审核人:别之龙

论文链接:https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/ery251/5051117?guestAccessKey=fd210c51-81de-4ad4-a9fb-020f703ac54d

责任编辑:胡文欣
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