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我校与塔斯马尼亚大学联培博士生陈曦在植物学领域高水平期刊《Environmental and Experimental Botany》发表研究成果

发表时间:2022-06-14

202268日,佛山科学技术学院食品科学与工程学院与澳大利亚塔斯马尼亚大学塔州农业研究所2020联培博士生陈曦在植物学高水平期刊《Environmental and Experimental Botany》(ISSN: 0098-8472)在线发表最新研究成果“Jasmonate signaling and remodeling of cell wall metabolism induced by boron deficiency in pea shoots”( 缺硼诱导豌豆地上部茉莉酸信号转导和细胞壁代谢重塑)。

Environmental and Experimental Botany》为植物学领域高水平期刊(2020年影响因子为5.545)。佛山科学技术学院为论文第一单位和通讯单位,陈曦博士为第一作者。喻敏教授和Steven M. Smith教授为共同通讯作者,我校特聘教授谢尔盖和吴飞华等参与研究工作。

(B)是植物生长的必需微量元素,是少有的几个营养功能尚不明确的营养元素。我国土壤大面积缺硼,华南酸性土壤缺硼尤为严重,影响我国特别是华南地区农业生产和粮食安全。喻敏教授长期从事酸性土壤植物硼营养研究,旨在明确植物必需微量元素硼的营养功能,以更好服务华南地区农业生产和粮食安全。

Fig.1 缺硼诱导豌豆茎尖茉莉酸JA合成与信号转导

前期研究表明硼对于维持植物顶端优势具有重要作用,然而其机理尚不明确。研究者也观察到缺硼豌豆幼苗丧失顶端优势,侧枝生长增加。通过比较分析外源加硼和不加硼处理10 d14 d18 d的豌豆 (Pisum sativum L.) 茎尖转录组学,分别得到了 42517 2684 个差异表达基因 (DEG),这些基因与细胞生长、代谢、膜功能和细胞信号传导的各个方面有关。进一步分析发现参与茉莉酸信号传导和细胞壁代谢的基因在缺硼植物中上调;许多 DEG 编码的转录因子 (TFs) 可能参与这些反应,包括许多 MYB 和乙烯反应性转录因子 (ERF) 蛋白以及与茉莉酸信号传导有关的 MYC2 的两个直系同源物。用硼或茉莉酸 (JA)短期处理离体茎尖,发现其中几个 DEG 的表达发生急剧变化。这些结果与硼酸盐在细胞壁结构中的主要作用一致,表明缺硼可能激活茉莉酸信号转导和细胞壁重塑,也可以解释缺硼为何引起豌豆地上部枝条生长和株型的变化。

通过转录分析,确定了陈曦博士关于硼维持植物顶端优势课题深入研究方向。鉴于缺硼导致许多参与细胞壁代谢和茉莉酸信号转导基因的表达变化,以及激素含量的变化,研究者提出缺硼可能破坏细胞壁结构,引起茉莉酸信号的激活和下游的细胞壁代谢补偿性变化等植物系统获得性抗性反应,从而导致株型改变。其具体机制有待进一步研究。

(食品科学与工程学院/广东省膜生物学与环境国际科技合作基地)

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