山東農業大學團隊揭示植物耐鹽機制

植物耐鹽機制揭示

在鹽漬化土壤中，為何有的植物耐鹽而其它植物卻不能?內質網成為植物耐鹽與否的關鍵因素，但內質網如何產生作用?長期以來，科學界未有定論。近日，國際植物領域期刊《植物生理學》雜志在線發表了由山東農業大學生命科學學院鄭成超教授和黃金光副教授課題組的最新成果，該研究發現擬南芥鹽敏感突變體SES1是內質網的“幕后推手”，推動著“耐鹽植物”成為耐鹽植物。

土壤鹽漬化嚴重影響植物的生長，不幸的是全球約20%的耕地及將近一半的灌溉土地受到鹽脅迫危害。如何利用鹽漬化土壤培育耐鹽新作物，成為全球性問題。先期科學家發現，植物內質網在應對鹽脅迫信號轉導及整合方面發揮重要作用，但鹽脅迫與內質網脅迫之間的調控關系仍不清楚。山東農大的課題組通過正向遺傳學，篩選并鑒定了擬南芥鹽敏感突變體SES1，該突變體中蛋白質的正確折疊受到影響，導致錯誤折疊和未折疊蛋白大量聚集在內質網。錯誤折疊和未折疊蛋白對細胞產生嚴重的毒害作用，為維持生存，細胞會啟動內質網脅迫應答機制，以減輕內質網中蛋白質折疊的負荷，從而達到緩解脅迫、保護細胞的目的。

本研究發現，SES1編碼一個定位于內質網的分子伴侶蛋白，能幫助內質網中的蛋白質進行正確折疊。同時，內質網脅迫感知蛋白bZIP17轉錄因子能夠通過直接結合SES1啟動子中的ERSEL順式元件，激活其表達。因此，SES1通過緩解鹽害造成的內質網脅迫，從而增強植物的鹽脅迫抗性。該研究提供了植物對鹽脅迫響應和內質網穩態之間的新見解，同時揭示了SES1調節植物抗鹽的分子機制，為在更大范圍內培育耐鹽新作物提供了重要理論支撐。(王延斌 王靜)

關鍵詞： 機制 植物