中国农业大学蒋才富课题组发现第三类具有抗盐生理功能的Na+选择性离子转运蛋白

来源：BioArt植物

钠离子（Na+）是盐碱地中丰度最高的可溶性离子，因此，Na+稳态维持是植物抗盐能力形成的关键环节之一。过去几十年的研究表明，Na+选择性离子转运蛋白在Na+稳态维持过程发挥着重要作用，并且鉴定了两类具有重要生理功能的Na+选择性离子转运蛋白，一类是以AtSOS1为代表的NHX家族蛋白，另一类是以AtHKT1为代表的HKT1家族蛋白。前者主要介导胞内Na+外排，后者主要调控Na+的长距离运输。

近日，中国农业大学蒋才富团队在Nature Plants在线发表了题为A HAK family Na+ transporter confers natural variation of salt tolerance in maize的研究论文，报道了第三类具有重要抗盐生理功能的Na+选择性离子转运蛋白，该类蛋白由HAK家族基因编码。

该研究通过GWAS和QTL分析从玉米中克隆了一个与盐胁迫下地上部Na+含量显著相关的位点ZmNC2，它编码HAK家族离子转运蛋白ZmHAK4。ZmHAK4是一个Na+选择性离子转运蛋白，主要定位在根中柱细胞 (如木质部薄壁细胞) 的质膜上，推测它能将木质部中的Na+吸收到周围薄壁细胞中，从而减少Na+由根向地上部运输，维持地上部Na+稳态。

该研究还发现从包括苔藓到高等开花植物在内的绝大部分植物都有ZmHAK4的直系同源基因，并且小麦和水稻的ZmHAK4直系同源基因的表达模式和离子转运特性与ZmHAK4相似，推测ZmHAK4可能揭示了一种进化上保守的Na+稳态维持和抗盐应答新机制。该研究是植物抗盐基础研究领域的重要进展，为玉米等作物的抗盐性改良提供了重要的理论基础和基因靶点。

该研究由中国农业大学蒋才富和赖锦盛教授课题组合作完成，博士生张鸣为论文第一作者，蒋才富教授为论文通讯作者。相关工作得到了国家科技部、农业部和国家自然科学基金委的资助。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-019-0565-y