浙江农林大学邵继锋和冈山大学马建锋课题组揭示水稻硼精细分配的调控机制！学术资讯

来源：植物生物学

植物生长所需的矿质营养元素由根部吸收后，根据各器官和组织的不同需求，需要进行精细的分配。但长期以来，养分分配的分子机制尚不十分清楚。近年来，日本冈山大学马建锋教授课题组发现水稻节（Node）在养分分配上发挥重要作用。节由复杂而有序的不同维管束组成。由根部吸收的养分优先向需求量大、但蒸发量少的新生组织分配，此过程需要在节上表达的多种转运蛋白参与。

近日，浙江农林大学邵继锋教授和日本冈山大学马建锋教授课题组在New Phytologist上发表了题为Fine regulation system for distribution of boron to different tissues in rice”的研究论文，该研究发现了水稻中硼元素优先分配所需的转运蛋白OsBOR1，并阐明了其调控机理。

eebe06.jpg-orig

硼是植物生长发育的必需微量元素之一，其主要功能是参与细胞壁果胶中RG-II的胶联，保证细胞壁的正常生长和结构稳定。在生产实践中，植物硼缺乏现象时有发生。比如油菜的“花而不实”缺硼症状就是由于硼在不同器官间的分配问题引起的。但是硼向各个器官运输的分子机理尚不十分清楚。

2018年，马建锋课题组发现了硼优先分配所必需的转运蛋白OsNIP3:1。该转运蛋白位于节的膨大维管束的木质部转运细胞（Transfer cell）上，且呈现极性分布。OsNIP3:1负责把导管中的硼运输到转运细胞中。而本研究发现，OsBOR1分布在维管束鞘细胞（Bundle sheath cells）中，且与OsNIP3:1呈现相反的极性（如图所示）。OsBOR1负责将硼从维管束鞘细胞外排，然后向分散维管束运输。因此OsNIP3:1和OsBOR1在节上形成了一种硼向新生组织优先分配的系统。更为有趣的是，OsBOR1在转录水平不受外界硼的影响，但其蛋白质在外界硼浓度高时迅速分解。当敲除该基因后，硼在水稻中的分配发生了变化，分配到新生长的叶片和稻穗中的硼显著降低，相反分配到老叶中的硼显著增加。另外OsBOR1还影响硼在叶鞘与叶片中的运输。因此，该研究揭示了水稻硼精细分配调控的分子机制。

eefed6.jpg-orig

Fig.1 Distribution system of boron in rice node. A, Cellular localization of OsNIP3:1(green) and OsBOR1 (pink) in rice node I. B, Node-based distribution of boron in rice. Intervascular transfer from the enlarged vascular bundle to diffuse vascular bundle is mediated by OsNIP3;1 and OsBOR1, which are localized at the proximal side of xylem parenchyma cells and distal side of bundle sheath, respectively.

浙江农林大学邵继锋教授为论文第一作者，冈山大学山地直树副教授和黄胜博士为论文的共同第一作者，马建锋教授为该论文的通讯作者。该研究得到日本学术振兴会和中国国家自然科学基金项目的资助。

来源：PlantBiotech 植物生物学

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NTk2MTcyOA==&mid=2247494811&idx=5&sn=ed76797a95950e1d82edaf0ef43c71bc

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn