离子吸收平衡的调节

离子吸收平衡的调节

来源:中国水稻信息网

离子吸收平衡的调节离子是所有有机体所必需的，参与许多细胞活动。拟南芥为了从土壤中获得离子，需要通过三价铁螯合还原酶（FRO）将高铁还原成亚铁。许多植物种中，FRO基因表现出特定的表达模式，但是关于FRO基因的调控机制目前还不是很清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所左建儒研究组系统鉴定了AtFRO6基因在植物生长发育过程中的表达模式（Fengetal.．2006）。AtFRO6基因编码一个高铁螯合还原酶，该研究组发现AtFRO6基因主要在绿色气生组织中表达，并且这种表达是光依赖性的。启动子缺失和突变分析结果表明，该基因的启动子区域的多个光响应元件可能协同作用赋予AtFRO6启动子的光响应性。此外，在kor1-2去分化的绿色愈伤组织或来自野生型外植体的非分化愈伤组织中都检测不到AtFRO6的表达。这些结果说明。光调控的AtFRO6的表达表现出绿色组织特异性和细胞分化特异性。该研究阐明了在光诱导的发育过程以及细胞分化过程中。植物通过增强高铁还原酶的活性来响应对离子需求的增多，为进一步研究植物吸收离子的机制提供了很好的线索。

磷是植物生长发育与繁殖所必需的矿物质营养之一，无机磷酸盐是磷元素被植物根吸收以及在植物体内转运的主要形式。植物通过调节体内无机磷酸盐的动态平衡来适应环境中可利用的磷的变化，但目前对于调节这一复杂过程的机制了解很少。“中央研究院”农业生物科技研究中心（中国台湾）邱子珍研究组提出通过一个特异的microRNA，miR399抑制泛素结合酶E2的调节机制（Chiouetal.,2006）。该研究组发现磷饥饿可以诱导miR399的聚集，而其靶基因AtUBC24（一个泛素结合酶E2）则受到抑制。在miR399过量表达的转基因植株中，AtUBC24的转录受到抑制，植株中积累的无机磷水平比正常高5-6倍，并表现出无机磷中毒的症状，与AtUBC24功能缺失突变体的表型一致。进一步的研究发现无机磷中毒是由于磷的吸收、转运以及在植株中的保持能力增强导致的，而且miR399过量表达植株老叶子中无机磷的再动员能力也减弱了。这一研究的意义在于提出了植物通过miRNA调节蛋白质水解装置的组分来控制体内无机磷酸盐动态平衡的假说，为进一步了解无机磷酸盐动态平衡的调节机制打下基础。酸性土壤中常有铝害和缺磷共存的现象，这严重限制着大豆生长与发育。华南农业大学严小龙研究组与国外研究者合作，运用均相和非均相营养液培养研究大豆根生长和根中有机酸分泌中铝和磷的相互作用（Liaoetal.,2006a）。在均相溶液实验中，增加磷含量时，4种磷效率不同的大豆基因型都明显地提高了对铝的耐性。在高磷条件下，2种磷高效基因型的植株比2个磷低效基因型有更高的铝耐受性。根的分泌物分析表明，铝害诱导柠檬酸盐的渗出，缺磷激活了草酸的分泌，而铝害和缺磷都可诱导苹果酸盐的释放。研究还表明，尽管在实验室中根释放出3种相同的有机酸，但它们的分泌模式不同于均相溶液体系的模式。2个磷高效基因型植株从主根尖端分泌更多的苹果酸盐，这暗示了磷营养的改善可能是通过提高根中有机酸的释放来增强植物对铝的耐受能力。大豆磷效率可能对铝的耐受性起着一定的作用。磷高效基因型不但能直接通过铝-磷相互作用增强铝的耐受性，也可以间接通过刺激特定的根和根区域中不同铝鳌合有机酸的分泌来起作用。

更新日期:2007-07-26浏览次数: