新發(fā)現(xiàn)：擬南芥NADP-蘋果酸酶1功能的缺失導(dǎo)致對(duì)鋁脅迫的耐受性增強(qiáng)

2019年11 月14 日，阿根廷國(guó)立羅薩里奧大學(xué)Malriel Claudia Gerrard Wheeler團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)擬南芥NADP-蘋果酸酶1功能的缺失導(dǎo)致對(duì)鋁脅迫的耐受性增強(qiáng)。

在酸性土壤中，鋁（Al）的毒性是全世界作物產(chǎn)量的一個(gè)重要限制因素。由于蘋果酸具有鋁結(jié)合能力，它允許內(nèi)部和外部排毒方法應(yīng)對(duì)Al脅迫，但是對(duì)于這種反應(yīng)涉及的代謝過(guò)程知之甚少。為此，來(lái)自阿根廷國(guó)立羅薩里奧大學(xué)Malriel Claudia Gerrard Wheeler團(tuán)隊(duì)分析了NADP依賴性蘋果酸酶（NADP-ME）在鋁耐受性中催化蘋果酸氧化脫羧的相關(guān)性。與野生型相比，缺NADP-ME1的植物（nadp-me1）在鋁處理后對(duì)根系伸長(zhǎng)的抑制較低。此外，暴露于Al的WT（wild type）根中NADP-ME1轉(zhuǎn)錄水平顯著下降。斜管nadp-me1和WT中幼苗和根系分泌物中的蘋果酸水平相似，但長(zhǎng)時(shí)間暴露于Al后，nadp-me1的根中觀察到細(xì)胞內(nèi)蘋果酸的顯著增加。nadp-me1植物在暴露于Al的谷氨酸中也顯示出較低的H2O2含量，而暴露于Al信號(hào)中的氨基酸對(duì)谷氨酸沒有抑制作用。蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明，nadp-me1中有幾種差異表達(dá)的蛋白參與了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、初級(jí)代謝、對(duì)生物和其他非生物刺激的保護(hù)以及氧化還原過(guò)程，它們可能直接或間接參與鋁耐受。結(jié)果表明，NADP-ME1參與了根頂端蘋果酸水平的調(diào)節(jié)，其損失導(dǎo)致該有機(jī)酸含量增加。此外，研究結(jié)果表明，NADP-ME1影響信號(hào)傳遞過(guò)程，如活性氧的產(chǎn)生和那些涉及谷氨酸的過(guò)程，這些過(guò)程可能導(dǎo)致根系生長(zhǎng)抑制。