酸化介导的和选择性吸收 SaNRAMP5 在夜的阴影

科学领域:

• 植物分子生物学 植物分子生物学
• 环境毒理学环境毒理学
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 在植物中对 (Cd) 和 (Mn) 运输的选择性知之甚少.
• NRAMP载体在金属离子吸收中起作用,但它们在Cd和Mn选择性中的具体作用尚不清楚.
• 索拉 (Solanum americanum) 是一种用于研究金属积累的模型植物.

研究的目的:

• 为了识别和描述来自Solanum americanum的SaNRAMP5基因.
• 调查 SaNRAMP5 在和吸收和选择性中的作用.
• 阐明NRAMP5同类体选择性Cd和Mn运输背后的分子机制.

主要方法:

• 来自Solanum americanum的SaNRAMP5的基因鉴定和克隆.
• 基因表达分析和亚细胞局部化研究 (血膜).
• 使用夜中淘汰突变物和Arabidopsis中过度表达的功能分析.
• 在Solanaceae物种 (马,西红,茄子,胡) 中对NRAMP5同类的比较分析.
• 对N端STNP残留物的位点定向突变发生,以研究酸化对金属吸收的影响.
• 在不同暴露条件下对Cd和Mn吸收的分析.

主要成果:

• SaNRAMP5主要在根部表达,并局部存在于血膜中.
• 淘汰SaNRAMP5减少了夜中的Cd积累;在Arabidopsis中过度表达增加了根中的Cd吸收.
• SaNRAMP5的Cd吸收能力高于其在其他Solanaceae蔬菜中的同类.
• 在NRAMP5同类中,Mn吸收能力与Cd吸收能力无关.
• N端STNP残留物对通过酸化介导的选择性Cd和Mn吸收至关重要.
• 将STNP转变为AANP减少了Cd吸收,但没有影响SaNRAMP中的Mn吸收5.5.
• 将STNP引入StNRAMP5和SlNRAMP5提高了Cd的吸收,而AANP没有.
• 由于暴露于Cd而导致的血局部变化,而不是Mn,影响了SaNRAMP5(AANP) 的Cd吸收.

结论:

• 在Solanum americanum中,SaNRAMP5在选择性吸收中发挥着重要作用.
• 化N端STNP残留物是调节选择性和运输的关键机制.
• 通过操纵酸化场所来设计NRAMP5输送器,为开发具有减少积累的作物提供了一种策略,而不会影响必需营养的吸收.