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曹树青教授课题组在植物响应重金属信号转导研究中获重要进展

日期:2014-10-28  稿件来源:  

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10月20日,国际植物学顶级学术期刊 New Phytologist(doi:10.1111/nph.13101,IF=6.545)在线发表我校生物与食品工程学院曹树青教授课题组的研究成果“MAN3 gene regulates cadmium tolerance through the glutathione-dependent pathway in Arabidopsis thaliana”。陈健、阳立波和顾菊是该论文的共同第一作者,曹树青、刘永胜为共同通讯作者。该研究得到了转基因重大专项以及国家自然科学基金等项目资助。

土壤重金属污染是全球面临的重要环境问题之一。土壤污染的重金属可通过农作物吸收进入食物链,严重影响食品安全并危及人类健康。植物修复基因工程是解决土壤重金属污染的重要途径之一,然而,寻找和发掘耐受重金属毒害且调控重金属超量积累的关键基因并阐明其作用机理是植物修复基因工程获得成功并从源头上控制农产品食品安全的关键。

该项研究利用正向遗传学途径筛选和鉴定了一个拟南芥耐镉突变体xcd1-D,并克隆了其相应的基因MAN3,该基因编码一个1,4-糖苷水解酶。过量表达MAN3基因导致镉的耐受和积累,而MAN3基因功能缺失则该突变体表现出对镉敏感。镉胁迫诱导MAN3基因表达、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平,从而激活谷胱甘肽依赖的植物螯合素合成途径上的相关基因协调表达,进而增加植物对镉积累和耐受。

该成果发现了MAN3及其介导的甘露糖的新功能,首次揭示了植物响应重金属镉胁迫的分子调控机制,为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。

(曹树青/文)

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