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佛山科学技术学院等单位揭示硼减轻植物铝毒的新机制

2018年5月21日Plant Physiology在线发表了佛山科学技术学院喻敏教授澳大利亚塔斯马尼亚大学Sergey Shabala教授为通讯作者的题为“B alleviates Al toxicity by promoting alkalization in root transition zone via polar auxin transport”的研究论文。


硼(B)可减轻高等植物中的铝(Al)毒性。然而,其中的机制仍不甚清楚。该研究通过利用溴甲酚绿pH指示剂、非损伤微测和微电极离子流测定技术,发现硼可促进豌豆(Pisum sativum)根表面pH梯度,导致根过渡区的碱化和伸长区的酸化,而Al则可抑制这些pH梯度。硼显著降低侧根过渡区(距离顶端约1.0-2.5mm)Al的积累,从而减轻Al诱导的根伸长抑制。由IAA敏感的铂微电极(NMT)检测到的IAA净外排显示极性生长素(在根过渡区达到峰值)转运被Al毒抑制,而硼可使其部分恢复。拟南芥生长素转运蛋白突变体(aux1-7pin2)与特定极性生长素转运蛋白抑制剂1-萘氨甲酰苯甲酸(NPA)的电生理学实验表明,基于PIN2的极性生长素转运参与调控过渡区根表面的碱性化。该研究结果表明,硼可促进由生长素外排转运蛋白PIN2驱动的极性生长素运输,并导致质膜(PM)-H+-ATPase的下游调控,使得根表面pH提高,为根尖区Al积累的减少所必需。

 

该研究结果为外源硼在降低植物铝积累与毒性中的作用提供了新的观点

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