S科学研究Scientific research
土壤重金属镉（Cd）污染是全球面临的重要环境问题之一。污染土壤中的Cd通过作物吸收积累，最终在动物和人类的组织和器官富集，从而对食品安全及人类健康造成极大的安全危害。植物基因修复工程技术是有效解决土壤重金属污染的途径之一，可从源头上控制农产品食品安全，而植物修复技术获得成功的关键在于发掘植物Cd积累和耐受基因并阐明其作用机理。
2022年2月7日，合肥工业大学食品与生物工程学院曹树青教授研究团队在国际著名期刊New Phytologist 在线发表题为“MYB43 as a novel substrate for CRL4PRL1 E3 ligases negatively regulates cadmium tolerance through transcriptional inhibition of HMAs in Arabidopsis”的研究论文。研究揭示了拟南芥中CRL4PRL1-MYB43-HMAs信号通路在调控植物Cd耐受中的作用机制。
该研究发现MYB43通过负调控HMA2、HMA3和HMA4基因的表达影响植物根-叶间的Cd转运，从而负调控植物Cd耐受。另外，MYB43可以与CUL4 RING E3复合体识别因子PRL1相互作用，而PRL1和CUL4正调节Cd耐受性。此外，植物在Cd胁迫下，PRL1识别并通过CRL4PRL1-E3复合体促进MYB43蛋白的降解，从而解除MYB43对下游靶基因HMA2、HMA3和HMA4的转录抑制作用并增加其转录水平，从而增加HMA2和HMA4将植物根部的Cd2+通过木质部转运到叶部，而HMA3则将根部和叶部细胞的细胞质中Cd2+转运到液泡中储存，最终增强植物对Cd胁迫的耐受。
该研究不仅揭示了植物耐受Cd新的信号通路——CRL4PRL1-MYB43-HMAs，而且为利用植物基因工程修复土壤重金属污染提供了新的基因资源和技术途径，从而为从源头上控制食品安全提供新的技术保障。
18款禁用软件app免费版曹树青教授和安徽农业大学园艺学院刘永胜教授为该论文共同通讯作者，合肥工业大学食品与生物工程学院博士研究生郑朋朋、曹蕾和张乘为该论文共同第一作者。此研究受中国国家自然科学基金资助。
转自微信公众号：植物科学最前沿
