巨桉金属耐受蛋白EgMTP6的分子特征及功能*
2022-08-20韩丽娜谢贤安
韩丽娜 谢贤安 陈 辉 唐 明
(岭南现代农业科学与技术广东省实验室 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室华南农业大学林学与风景园林学院 广州 510642)
锌(Zn)作为生物的必需元素,是大量酶和调节蛋白中的催化或结构辅助因子(Maret, 2009)。但锌过量积累不仅造成植物中毒,生长受抑制(Barceletal., 1990),还可导致植株根部缺乏磷营养(Dingetal., 2021)。为了维持体内锌平衡,植物在细胞水平上构建了包括吸收、外排、螯合、转运和储存锌的网络,如阳离子扩散辅助蛋白家族(cation diffusion facilitator, CDF),根据结构特异性和转运底物的种类,分为Zn-CDF、Zn/Fe-CDF和Mn-CDF 3个二价金属转运蛋白类群(Montaninietal., 2007)。植物CDF又称为金属耐受蛋白(metal tolerance protein, MTP),基于拟南芥(Arabidopsisthaliana)12个MTP基因的分类,植物MTP分为7个组(Gustinetal., 2011)。
MTP作为膜转运蛋白可将重金属离子转运到细胞器储存或外排至胞外,从而影响植物对重金属的耐受性(Gustinetal., 2011)。拟南芥中AtMTP1突变后对锌敏感(Kobaeetal., 2004),过表达AtMTP3增强植株对锌的耐受性(Arrivaultetal., 2006),过表达水稻(Oryzasativa)OsMTP1的酵母对锌的耐受性增强(Yuanetal., 2012)。不同重金属处理时,香橙(Citrussinensis)部分MTP表达量发生变化(Fuetal., 2017)。在不同组织和不同生长时期,葡萄(Vitisvinifera)MTP差异表达(Shirazietal., 2019)。MTP在草本植物中的功能已有大量研究,但在木本植物中的功能研究较少。
巨桉(Eucalyptusgrandis)生长快速,适应性强,为纸浆和硬木的生产提供原材料(Myburgetal., 2014)。此外,桉树可以吸收土壤中的重金属,降低自然排水系统中的重金属含量,减少矿山土壤的重金属污染(Maitietal., 2017)。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与植物共生能够缓解重金属对宿主的毒害,香樟(Cinnamomumcamphora)接种幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatum)缓解铝胁迫(闫明等, 2007),刺槐(Robiniapseudoacacia)与摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae)共……
