铝(Al)是地壳中含量最丰富的金属,在酸性土壤中(pH<5.0),铝(Al)以可溶性的Al形式存在,Al会损伤根尖细胞,干扰养分吸收,抑制根伸长和侧根发育,从而降低作物产量。
当植物在高浓度的铝存在下生长时,植物会分泌有机酸(苹果酸、柠檬酸和草酸)进入根际,以螯合和解除Al毒性。
STOP1,又称ART1,是许多植物抵抗铝胁迫的关键转录因子,能够调控多种抗性相关基因的表达。在Al胁迫条件下,STOP1蛋白含量积累,但是表达量未增加,Al胁迫是如何触发和稳定STOP1的积累,目前尚不清楚。
2022年6月,中国农业大学郭仰东团队在New Phytologist上发表了题为“A zinc finger protein SlSZP1 protects SlSTOP1 from SlRAE1-mediated degradation to modulate aluminum resistance”(IF:10.323)的研究论文,该研究利用酵母双杂交技术,筛选到了SlSTOP1的互作蛋白SlSZP1,发现SlSZP1蛋白可以保护SlSTOP1避免其被 SlRAE1泛素化降解,增强其蛋白稳定性和积累,促进其下游抗性相关基因表达,从而调控番茄抗铝胁迫。该项目中所用的番茄酵母文库由欧易生物构建。
文章思路与结果
总结
SlSTOP1与SlSZP1协同解除铝胁迫毒性工作模型
本文构建了一个番茄抗铝胁迫的工作模型。野生型植株中,Al胁迫诱导SlSZP1表达,SlSZP1与SlSTOP1互作,保护其免于被SlRAE1降解,同时SlSTOP1-SlSZP1 复合体诱导抗Al胁迫相关基因表达,激发植物抗铝毒性反应。在slszp1沉默突变体中,Al胁迫信号不能通过SlSZP1传递,SlSTOP1被泛素化降解,SlSTOP1介导的抗铝胁迫途径不能表达,植株表现为对铝胁迫敏感。
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