南湖新闻网讯（通讯员 陶林）5月26日，我校植物营养生物学课题组和佛山科学技术学院国际膜生物学与环境研究课题组研究成果“PIN2/3/4 Auxin Carriers Mediate Root Growth Inhibition under Conditions of Boron Deprivation in Arabidopsis”在Plant Journal发表。这是今年1月23日课题组研究揭示酸性土壤中供硼缓解铝胁迫机制后的又一成果。
酸性土壤中，植物不仅遭受铝毒害，而且面临缺硼胁迫，但缺硼阻碍植物根系生长的生理和分子机制尚不清楚。利用生长素响应转基因材料DR5rev::GFP和DII-VENUS证实缺硼增加根尖中柱（Stele）和表皮（Epidermis）IAA生长素响应。通过对生长素转运相关突变体材料筛选，结果显示pin2、pin3和pin4-3突变体株系缓解缺硼抑制根系的生长。利用共聚焦荧光显微镜（CLSM）观察转基因pPIN::GFP和pAUX1::YFP株系，结果显示缺硼显著增强根尖细胞膜PIN2/3/4-GFP信号强度，可能与缺硼上调根尖PIN2、PIN3和PIN4基因转录水平有关。通过囊泡运输抑制剂（Brefeldin A，BFA）进行处理转基因pPIN2/3/4::GFP株系，结果表明缺硼抑制细胞膜PIN2、PIN3和PIN4蛋白的内吞，可能进一步增加细胞膜PIN2/3/4蛋白丰度。利用转基因pPIN2/3/4::Dendra2材料示踪细胞膜PIN2/3/4蛋白的动态变化过程，进一步证实缺硼抑制细胞膜PIN2/3/4蛋白的内吞。最后，提出缺硼抑制植物根系生长的模型：缺硼诱导增加地上部子叶IAA合成，并通过上调根尖PIN2/3/4基因转录水平及增加细胞膜PIN2/3/4蛋白丰度，从而增加根尖IAA含量并抑制根系的生长。该研究为揭示缺硼抑制植物根系生长提供了新的见解。
我校植物营养生物学课题组石磊教授，佛山科学技术学院喻敏教授、中国科学院土壤研究所施卫明教授为共同通讯作者；我校博士生陶林、佛山科学技术学院硕士研究生朱虎及本科生黄秋雨为论文共同第一作者；佛山科学技术学院课题组李学文副教授、刘家友讲师、李亚林博士、西澳大学陈应龙教授、澳大利亚塔斯马尼亚大学Sergey Shabala教授、斯洛伐克科学院植物研究所Ján Jásik教授、德国波恩大学František Baluška教授及佛山科学技术学院本科生萧晓仪、王惠和罗颖也参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
审核人：石磊
