Plant Cell Environment [2021 IF7.947]曲樂慶研究組在水(shuǐ)稻對镉吸收轉運機(jī)制研究中取得新進展

曲樂慶研究組在水(shuǐ)稻對镉吸收轉運機(jī)制研究中取得新進展

    水(shuǐ)稻是我國(guó)重要糧食作物(wù)，重金屬镉污染已經成為(wèi)制約我國(guó)稻米安全生(shēng)産的重要因子。揭示水(shuǐ)稻稻米镉累積分子生(shēng)理機(jī)制，培育稻米低(dī)镉累積水(shuǐ)稻品種，是保障我國(guó)糧食生(shēng)産的可持續發展和人民(mín)健康的重要舉措，然而目前對水(shuǐ)稻镉吸收轉運的分子機(jī)理還(hái)不清楚。中科院植物(wù)研究所曲樂慶課題組通(tōng)過酵母镉耐受能(néng)力篩選實驗發現異源表達水(shuǐ)稻金屬伴侶蛋白(bái)OsHIPP9改變了酵母對镉和銅的耐受能(néng)力。進一(yī)步研究發現，OsHIPP9主要在水(shuǐ)稻根系外皮層和節中增大維管束（EVB）的木(mù)質部區域表達。OsHIPP9功能(néng)缺失不影響水(shuǐ)稻對镉的吸收，但影響镉的分配，oshipp9突變體上(shàng)部節和穗部的镉含量增加，成熟葉片中的镉含量降低(dī)，而過量表達OsHIPP9則增加對镉的吸收，OsHIPP9過量表達植株莖、葉和糙米中镉含量均增加。此外，oshipp9突變體莖、葉和糙米中銅的含量降低(dī)，而OsHIPP9過量表達植株地上(shàng)部銅的含量增加。體外實驗結果表明OsHIPP9能(néng)與镉和銅離子結合。這些結果表明，OsHIPP9在水(shuǐ)稻中具有雙重金屬伴侶的功能(néng)，在節中EVB的木(mù)質部區域螯合镉參與镉的分配，而在根系外皮層區域則螯合銅參與銅的吸收。該研究闡述了金屬伴侶OsHIPP9調控水(shuǐ)稻镉和銅累積的分子機(jī)理，對于解析水(shuǐ)稻镉和銅的吸收及轉運機(jī)制具有重要理論意義，同時為(wèi)低(dī)镉水(shuǐ)稻分子育種提供了借鑒和參考。

    該研究成果于2023年(nián)2月(yuè)27日在線發表于Plant, Cell & Environment期刊上(shàng)。植物(wù)所已畢業(yè)博士生(shēng)熊碩為(wèi)論文第一(yī)作者，曲樂慶研究員(yuán)為(wèi)通(tōng)訊作者。該研究得到(dào)了中科院戰略性先導科技(jì)專項和國(guó)家轉基因重大專項的資助。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1111/pce.14576

圖：OsHIPP9在水(shuǐ)稻镉和銅吸收轉運過程中的工(gōng)作模式圖

   文章中的GUS染色使用了RTU4032 GUS染色試劑盒。