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在鹽漬化土壤中,為何有的植物耐鹽而其它植物卻不能?內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成為植物耐鹽與否的關(guān)鍵因素,但內(nèi)質(zhì)網(wǎng)如何產(chǎn)生作用?長期以來,科學(xué)界未有定論。近日,國際植物領(lǐng)域著名期刊《植物生理學(xué)》(Plant Physiology)雜志在線發(fā)表了由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭成超教授和黃金光副教授課題組的最新成果,該研究發(fā)現(xiàn)擬南芥鹽敏感突變體ses1是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的“幕后推手”,推動(dòng)著“耐鹽植物”成為耐鹽植物。
土壤鹽漬化嚴(yán)重影響植物的生長,不幸的是全球約20%的耕地及將近一半的灌溉土地受到鹽脅迫危害。如何利用鹽漬化土壤、培育耐鹽新作物成為全球性問題。先期科學(xué)家發(fā)現(xiàn),植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在應(yīng)對(duì)鹽脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及整合方面發(fā)揮重要作用,但鹽脅迫與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫之間的調(diào)控關(guān)系仍不清楚。山東農(nóng)大的課題組通過正向遺傳學(xué),篩選并鑒定了擬南芥鹽敏感突變體ses1,該突變體中蛋白質(zhì)的正確折疊受到影響,導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊和未折疊蛋白大量聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。錯(cuò)誤折疊和未折疊蛋白對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用,為維持生存,細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫應(yīng)答機(jī)制,以減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)折疊的負(fù)荷,從而達(dá)到緩解脅迫、保護(hù)細(xì)胞的目的。
本研究發(fā)現(xiàn),SES1編碼一個(gè)定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分子伴侶蛋白,能幫助內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)進(jìn)行正確折疊。同時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫感知蛋白bZIP17轉(zhuǎn)錄因子能夠通過直接結(jié)合SES1啟動(dòng)子中的ERSEL順式元件,激活其表達(dá)。因此,SES1通過緩解鹽害造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫,從而增強(qiáng)植物的鹽脅迫抗性。該研究提供了植物對(duì)鹽脅迫響應(yīng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)之間的新見解,同時(shí)揭示了SES1調(diào)節(jié)植物抗鹽的分子機(jī)制,為在更大范圍內(nèi)培育耐鹽新作物提供了重要理論支撐。
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