導(dǎo) 讀
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員朱永官領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊與德國和美國合作，以模式植物擬南芥為研究對象，證明肌醇通道是植物韌皮部砷裝載的主要通道。
來源：中國科學(xué)院網(wǎng)站（2015年12月22日）
砷是環(huán)境中無處不在的污染物，威脅著世界各地的數(shù)以千萬計人的身體健康。人體主要通過飲用含砷的水和食用砷污染的食物來攝入砷。
對于東南亞以大米為主食的人群，大米食用是人體攝入砷的最主要途徑。如何阻控砷進(jìn)入水稻籽粒是一個控制砷環(huán)境健康風(fēng)險的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
到目前為止，植物根系是如何吸收砷，以及砷在莖葉中的轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化機(jī)制已經(jīng)有較多的研究，但是對于砷是如何進(jìn)入植物種子、并在種子中積累的相關(guān)機(jī)制卻仍不清楚。
已有的研究表明韌皮部是植物籽粒中砷積累的主要途徑。但由于韌皮部裝載機(jī)制比較復(fù)雜，研究比較困難，目前國內(nèi)外沒有相關(guān)研究的報道。
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員朱永官領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊與德國和美國合作，以模式植物擬南芥為研究對象，證明肌醇通道是植物韌皮部砷裝載的主要通道。
擬南芥有3個肌醇通道基因，其中AtINT2和AtINT4主要在韌皮部的伴胞細(xì)胞膜上表達(dá)。當(dāng)他們將這兩個基因分別表達(dá)在酵母和蛙卵中，均能顯著增加酵母和蛙卵中砷的積累，并顯著降低酵母菌對砷的耐性。
AtINT2或AtINT4突變能使植物韌皮部和莢果中的砷濃度顯著降低，特別是種子中的砷濃度能減少約一半，但對木質(zhì)部中砷濃度沒有顯著影響。這些結(jié)果清楚地表明肌醇通道能裝載砷到韌皮部，是調(diào)控擬南芥籽粒中砷積累的關(guān)鍵因子。
該研究填補(bǔ)了植物韌皮部中砷轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究的空白。目前，植物籽粒中砷積累過程得到了比較完整的表征(如下圖)：木質(zhì)部將砷轉(zhuǎn)運(yùn)的植物維管束組織，肌醇通道將維管束組織中的砷轉(zhuǎn)運(yùn)到韌皮部，并進(jìn)一步通過韌皮部的篩管系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到種子。
如果水稻肌醇通道同樣是水稻韌皮部中砷的裝載門戶，那么肌醇通道可作為培育低砷積累水稻新品種的分子標(biāo)記，這對于降低大米砷積累、控制全球性大米砷污染而造成的健康風(fēng)險是一個很大的進(jìn)步。
該研究成果已經(jīng)發(fā)表在Nature Plants上。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：http://www.nature.com/articles/nplants2015202
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