近日，章文華實驗室在水稻鉀轉運蛋白活性調控及其在耐鹽性中的作用研究中取得新進展。該項研究成果于2021年12月8日在PNAS在線發表（DOI number 10.1073/pnas.2114347118）。生科院和作物遺傳與種質創新國家重點實驗室博士生宋騰釗為第一作者，章文華教授、李文鈺博士為通訊作者，博士生施一淵等參與此工作。另外，井文、沈立軻、林峰副教授也參與了該研究。研究工作受國家自然科學基金委項目、中央高校基本業務費等資助。
鉀是動植物細胞生命活動中的必需元素。植物在鹽漬土壤里生長，維持細胞內K+穩態十分重要。但是，鹽脅迫下植物K+吸收和調控機制仍知之甚少。
為了揭示水稻在鹽脅迫下維持細胞內K+穩態和K+/Na+的調控機制，生科院章文華實驗室在前期工作中鑒定了K+轉運蛋白的編碼基因OsHAK21調控水稻耐鹽性（Shen等， 2015）。在此基礎上，他們篩選到OsHAK21互作蛋白，細胞色素b5（OsCYB5-2），它定位在內質網膜。通過在酵母和植物（擬南芥和水稻）中轉基因證明OsCYB5-2通過OsHAK21加強對細胞內K+穩態和耐鹽性的調控作用。
他們的研究還發現，高鹽誘導OsHAK21-OsCYB5-2互作增強。OsCYB5-2結合OsHAK21不僅增強了OsHAK21對K+的親和力，也減輕了高鹽環境中Na+對OsHAK21轉運活性的抑制，穩定鹽脅迫下OsHAK21介導的K+吸收，限制Na+進入細胞；從而維持了水稻細胞內K+/Na+平衡。OsCYB5-2的調節功能依賴其自身結合heme（血紅素）。該論文揭示了植物HAK蛋白翻譯后調控的新機制，闡明了細胞器之間互作，特別是通過其上的OsHAK21和OsCYB5-2蛋白之間互作在水稻耐鹽中的重要作用，為水稻耐鹽的遺傳改良工程提供了分子基礎。
圖：OsHAK21-OsCYB5-2互作調控水稻耐鹽性的模式圖
日期：2021-12-13
鉀是動植物細胞生命活動中的必需元素。植物在鹽漬土壤里生長，維持細胞內K+穩態十分重要。但是，鹽脅迫下植物K+吸收和調控機制仍知之甚少。
為了揭示水稻在鹽脅迫下維持細胞內K+穩態和K+/Na+的調控機制，生科院章文華實驗室在前期工作中鑒定了K+轉運蛋白的編碼基因OsHAK21調控水稻耐鹽性（Shen等， 2015）。在此基礎上，他們篩選到OsHAK21互作蛋白，細胞色素b5（OsCYB5-2），它定位在內質網膜。通過在酵母和植物（擬南芥和水稻）中轉基因證明OsCYB5-2通過OsHAK21加強對細胞內K+穩態和耐鹽性的調控作用。
他們的研究還發現，高鹽誘導OsHAK21-OsCYB5-2互作增強。OsCYB5-2結合OsHAK21不僅增強了OsHAK21對K+的親和力，也減輕了高鹽環境中Na+對OsHAK21轉運活性的抑制，穩定鹽脅迫下OsHAK21介導的K+吸收，限制Na+進入細胞；從而維持了水稻細胞內K+/Na+平衡。OsCYB5-2的調節功能依賴其自身結合heme（血紅素）。該論文揭示了植物HAK蛋白翻譯后調控的新機制，闡明了細胞器之間互作，特別是通過其上的OsHAK21和OsCYB5-2蛋白之間互作在水稻耐鹽中的重要作用，為水稻耐鹽的遺傳改良工程提供了分子基礎。
圖：OsHAK21-OsCYB5-2互作調控水稻耐鹽性的模式圖
日期：2021-12-13
