華中農(nóng)業(yè)大學學者解析鹽脅迫下南瓜鈉轉(zhuǎn)運體調(diào)控機制

　　近日，華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院別之龍教授團隊聯(lián)合生命科學技術(shù)學院薛紹武教授團隊在Plant Journal 上發(fā)表題為《CmCNIH1 improves salt tolerance by influencing the trafficking of CmHKT1;1 in pumpkin》的研究論文，該文解析了鹽脅迫下南瓜鈉轉(zhuǎn)運體CmHKT1;1細胞定位的調(diào)控機制及其對于離子穩(wěn)態(tài)維持的重要性。

 

　　作為黃瓜、西瓜等多種瓜類作物的常用砧木，南瓜對非生物逆境具有很強的抗性。近年來，隨著設施蔬菜栽培面積的不斷擴大，設施土壤次生鹽漬化的問題日益突出，黃瓜是設施蔬菜主栽作物，但其對鹽脅迫敏感，采用耐鹽性強的南瓜作為砧木與黃瓜嫁接后能提高對鹽脅迫抗性。別之龍教授課題組前期的研究表明，鹽脅迫下南瓜砧木根系的CmHKT1;1能及時將Na+限制在根系木質(zhì)部中，從而避免了Na+過多向黃瓜接穗中運轉(zhuǎn)是其提高嫁接黃瓜耐鹽性的重要原因，但是，關(guān)于南瓜CmHKT1;1的調(diào)控機制尚不清楚。

 

　　為了解析CmHKT1;1的調(diào)控機制，本研究首先以CmHKT1;1為誘餌進行酵母雙雜文庫篩選，挖掘到一個cornichon同源物（CNIH）蛋白—CmCNIH1,該蛋白在胞內(nèi)定位于多種囊泡運輸相關(guān)的結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）、高爾基體（Golgi）及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出位點（ERES），暗示其極可能是影響了CmHKT1;1的分泌從而參與了南瓜鹽脅迫的響應。

 

　　研究團隊進一步利用其建立的南瓜根系瞬時轉(zhuǎn)化體系、煙草瞬時表達、酵母異源表達及非洲爪蟾卵母細胞系統(tǒng)等多種手段，證明了完整的CmCNIH1蛋白對于CmHKT1;1的質(zhì)膜定位的重要性。

 

　　此外，CmCNIH1明顯受到鹽脅迫誘導表達，對CmCNIH1敲除材料的耐鹽性評價結(jié)果表明，CmCNIH1對于南瓜在鹽脅迫下維持Na+/K+穩(wěn)態(tài)具有重要作用。基于以上結(jié)果，研究團隊提出了CmCNIH1調(diào)控CmHKT1;1介導南瓜鹽脅迫響應的工作模型：鹽脅迫下CmCNIH1表達量上升，通過促進CmHKT1;1運輸?shù)劫|(zhì)膜，進而CmHKT1;1得以發(fā)揮功能來維持一個相對穩(wěn)定的Na+/K+比例，從而避免鹽脅迫對植物造成的傷害。

 

　　論文第一作者為我校園藝林學學院在讀博士生韋蘭星和生命科學技術(shù)學院在讀博士生劉镠，通訊作者為別之龍教授與薛紹武教授。該研究得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金創(chuàng)新群體以及生命科學技術(shù)學院創(chuàng)新團隊龍云計劃等項目的支持。我校園藝林學學院王鵬蔚教授、黃遠副教授和楊麗副教授也參與了本研究。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.16197