文獻(xiàn)解讀：KEA1和KEA2通過ABA信號通路介導(dǎo)擬南芥初級根的生長

瀏覽次數(shù)：1764　發(fā)布日期：2023-2-9　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

近日，西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭晟課題組在學(xué)術(shù)期刊《Plant Science》發(fā)表了題為《 Exogenous sucrose influences KEA1 and KEA2 to regulate abscisic acid-mediated primary root growth in Arabidopsis》的研究論文，證實(shí)KEA1和KEA2通過ABA信號通路介導(dǎo)擬南芥幼苗的主根生長。

文獻(xiàn)解讀
K+外排反轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (KEAs) 屬于單價(jià)陽離子質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)器家族2，存在于各種生物中。擬南芥的KEA1和KEA2有很高的序列相似性（84.5%），并定位于葉綠體的內(nèi)膜，具有介導(dǎo)滲透調(diào)節(jié)和pH平衡的功能，在質(zhì)體發(fā)育和幼苗生長中發(fā)揮重要作用，然而，KEA1和KEA2在幼苗早期發(fā)育過程中的功能還不甚明了。

因此，作者開展研究KEA1和KEA2在赤霉素（ABA）和外源蔗糖介導(dǎo)下對擬南芥幼苗初生根生長的調(diào)節(jié)作用。首先作者通過kea1與kea2雜交產(chǎn)生雙基因敲除系，確定KEA1和KEA2在擬南芥中存在外源蔗糖時(shí)的功能。結(jié)果顯示KEA1和KEA2是原生根生長所必需的，外源蔗糖在幼苗發(fā)育期間影響KEA1和KEA2介導(dǎo)的原生根生長。表型分析發(fā)現(xiàn)，在無蔗糖、1%蔗糖和3%蔗糖的MS培養(yǎng)基中，kea1kea2突變體的主根長度比野生型植物的主根長度分別減少59%、30%和8%。為了探究KEA1和KEA2是否通過調(diào)解光合作用來控制主根的生長。作者用光合作用抑制劑DCMU來阻止內(nèi)源蔗糖的合成，觀察野生型和kea1kea2突變體的根系生長。結(jié)果表明，蔗糖可以促進(jìn)根的生長，KEA1和KEA2通過調(diào)節(jié)光合作用間接影響主根生長。

隨后，作者通過HPLC-MS/MS檢測野生型和kea1kea2突變體的ABA和IAA含量，以驗(yàn)證kea1kea2突變體在無蔗糖培養(yǎng)基中的根長減少是否可能涉及ABA和IAA信號通路，研究發(fā)現(xiàn)KEA1和KEA2的缺乏會(huì)降低激素ABA和IAA的水平,KEA1和KEA2以ABA依賴的方式參與初級根的生長。ABA在低濃度時(shí)刺激根的生長，而在高濃度時(shí)則抑制根的生長。同時(shí)轉(zhuǎn)錄組分析也表明，在kea1kea2突變體系中，幾個(gè)與ABA相關(guān)的基因的表達(dá)水平發(fā)生了變化。