Nature Plants|​中國農大蔣才富課題組揭示重要抗鹽機制

• 2019 年 12 月 16 日
• 筆記

鈉離子（Na+）是鹽鹼地中丰度最高的可溶性離子，因此，Na+穩態維持是植物抗鹽能力形成的關鍵環節之一。

過去幾十年的研究表明，Na+選擇性離子轉運蛋白在Na+穩態維持過程發揮著重要作用，並且鑒定了兩類具有重要生理功能的Na+選擇性離子轉運蛋白，一類是以AtSOS1為代表的NHX家族蛋白，另一類是以AtHKT1為代表的HKT1家族蛋白。前者主要介導胞內Na+外排，後者主要調控Na+的長距離運輸。

12月9日，中國農業大學蔣才富團隊在Nature Plants（IF:13.297）在線發表了題為「A HAK family Na+ transporter confers natural variation of salt tolerance in maize」 的研究論文，報道了第三類具有重要抗鹽生理功能的Na+選擇性離子轉運蛋白，該類蛋白由HAK家族基因編碼。

該研究通過GWAS和QTL分析從玉米中克隆了一個與鹽脅迫下地上部Na+含量顯著相關的位點ZmNC2，它編碼HAK家族離子轉運蛋白ZmHAK4。

ZmHAK4是一個Na+選擇性離子轉運蛋白，主要定位在根中柱細胞(如木質部薄壁細胞)的質膜上，推測它能將木質部中的Na+吸收到周圍薄壁細胞中，從而減少Na+由根向地上部運輸，維持地上部Na+穩態。 該研究還發現從包括苔蘚到高等開花植物在內的絕大部分植物都有ZmHAK4的直系同源基因，並且小麥和水稻的ZmHAK4直系同源基因的表達模式和離子轉運特性與ZmHAK4相似，推測ZmHAK4可能揭示了一種進化上保守的Na+穩態維持和抗鹽應答新機制。

該研究是植物抗鹽基礎研究領域的重要進展，為玉米等作物的抗鹽性改良提供了重要的理論基礎和基因靶點。

該研究由中國農業大學蔣才富和賴錦盛教授課題組合作完成，博士生張鳴為論文第一作者，蔣才富教授為論文通訊作者。相關工作得到了國家科技部、農業部和國家自然科學基金委的資助。

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https://www.nature.com/articles/s41477-019-0565-y