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铁(Fe)是植物必须的矿质营养元素, 在光相助用等心理代谢历 li[程中施展主要作用。其在土壤中的生物有用性低下,导致植物缺Fe征象较为『wei』普遍。植物根系质外体空间被以为是植物主要的Fe贮存库,快速、有用地行使根系《xi》的质外体Fe是植物耐受缺Fe生境的主要机制。然而,质外【wai】体铁到底若何被行使知之甚少。

克日, Molecular Plant 在线揭晓了中国科学院分子植物科学卓越创新中央研究员龚继明研究组、中科院遗传与发育生物学研究所研究员周奕华团队、湖南科技大学「xue」植物营养与逆境心理团队完成的研究(jiu)论文 Galactosylation of Rhamnogalacturonan-II for cell wall pectin biosynthesis is critical for root apoplastic iron reallocation in Arabidopsis 。该研究展现 Cdi 基因介导的细胞壁合成在 zai[植物根部质外体Fe再行使机制中具有主要作用。

前期 qi[研究注释, Cdi 基因纯合突变导致雄配子不育而致死,因而该研究首先构建了 Cdi 基因的花粉特异互补的纯合突变体,并考察到突变体根部变短、细胞膨大、细胞壁发育畸形等表型。由于该表型与细胞壁果胶组分中鼠李半乳糖醛酸聚糖-II(RG-II)合成受阻的突变体mgp4较为类『lei』似,科研职员推测《ce》Cdi可能介入了RG-II合成相关的生物学历程。进一步研究发现,Cdi突变体根部细胞壁中的RG-II二聚化受到抑制,且其A链缺〖que〗少了一个半乳糖残基。研究通过体外纯化Cdi卵白及一系列酶活实验,确定Cdi将GDP-L-半乳糖转移至RG-II A链末尾,从而调控RG-II二聚化的生(sheng)物学历程。

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Cdi 基因的表达特异『yi』性受缺Fe诱导,且缺Fe处置后的Cdi突变体比野生型更易泛起叶片萎黄等缺铁症状。缺Fe情形下,野生型根部的Fe大量向地上部转移,而突变体根部的Fe转移则严重受阻。进一步研究显示,Cdi突变使细胞壁对Fe的吸附能力增强,导致根部质外体Fe的再行使{shi}受到抑制,从而降低Fe从根部向地上部的转运。

该研究为细胞壁生物合成调控质外体Fe再分配提供了直接证据,注释根部质外体Fe库的有用行使受到植物自动严密调控,而Cdi介导的果胶合成对于『yu』今生物学历程的调控至关主要。研究获得中科院战略性先导科技专项与国〖guo〗家自然科学金等的资助。

研究展现植物根中质外体铁再行使的新机制

泉源:中国科学院分子植物科学卓越创新中央
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