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张阿英教授团队揭示细胞壁组分调控植物耐盐的新机制

  近日,植物学领域国际权威期刊Molecular Plant在线发表了张阿英教授团队题为“Cell Wall β-1,4-galactan Regulated by BPC1/BPC2-GALS1 Module Aggravates Salt Sensitivity in Arabidopsis thaliana”的研究论文。该研究揭示了细胞壁组分β-1,4-半乳聚糖在植物耐盐性中重要作用,并深入研究其调控植物耐盐性的机制

  细胞壁是植物细胞外围的动态结构,在生长、发育和适应不断变化的环境中为植物细胞提供机械支持,主要由纤维素、半纤维素、果胶和木质素等组分构成。纤维素在植物响应盐胁迫中有着重要作用,果胶作为植物细胞壁的另一重要组分成分,其组成和结构比较复杂,对于其在抵御外界胁迫中的作用知之甚少。鼠李聚糖半乳糖醛酸Ⅰ(Rhamnogalacturonan I,RGI)是细胞壁中含量较多的一种果胶多糖,其分子量很大,带有长短不一的侧链结构,β-1, 4-半乳聚糖是构成RGI的重要侧链多糖。该研究发现,盐胁迫下植物根尖中的β-1, 4-半乳聚糖大量积累,加重了植物对盐胁迫的敏感性。β-1, 4-半乳聚糖由半聚糖合成酶(GALACTAN SYNTHASE, GALS)合成,有GALS1, GALS2GALS3三个基因负责编码GALS,该研究发现,只有GALS1在基因表达水平上响应盐胁迫诱导,而且进一步研究发现,GALS1的表达受转录因子BPC1和BPC2直接调控。盐胁迫下,植物细胞中BPC1/BPC2含量显著降低,减弱了其对GALS1表达的抑制作用,导致β-1,4-半乳聚糖的积累增加,最终加重植物对盐胁迫的敏感性。该研究揭示了细胞壁组分β-1,4-半乳聚糖调控植物耐盐的新机制,为植物响应非生物胁迫的研究领域提供了新的认识和视角。

  张阿英教授为该论文通讯作者,颜景畏博士为该论文第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。

  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205220304317

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