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南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張阿英課題組揭示細胞壁組分調(diào)控植物耐鹽的新機制
細胞壁是植物細胞外圍的厚壁，主要由纖維素、半纖維素、果膠和木質(zhì)素等組分構(gòu)成，控制著細胞生長，具有保護和支持作用。纖維素在植物響應(yīng)鹽脅迫中有著重要作用（Endler et al., 2015, Cell; Zhang et al., 2016, J Intergr Plant Biol; Liu et al., 2018, Mol Plant），然而對于植物細胞壁其他組分在抵御外界脅迫的研究知之甚少。
2020年12月2日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張阿英教授課題組題在Molecular Plant在線發(fā)表題為Cell Wall β-1,4-galactan Regulated by BPC1/BPC2-GALS1 Module Aggravates Salt Sensitivity in Arabidopsis thaliana的研究論文，揭示了細胞壁組分β-1,4-半乳聚糖在植物耐鹽性中重要作用，并深入研究其調(diào)控植物耐鹽性的機制。
該論文發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫可以通過上調(diào)半乳聚糖合成酶1（GALACTAN SYNTHASE 1, GALS1）的表達來提高擬南芥根細胞壁中β-1, 4-半乳聚糖含量，從而影響植物結(jié)晶纖維素的合成，終加重植物對鹽脅迫的敏感性。外源添加D-半乳糖不僅可以顯著提高細胞壁中β-1, 4-半乳聚糖含量，還明顯加重植物對鹽脅迫的敏感性。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，GALS1的表達受BARLEY B RECOMBINANT/BASIC PENTACYSTEINE轉(zhuǎn)錄因子BPC1和BPC2直接調(diào)控。該研究揭示細胞壁組分β-1,4-半乳聚糖調(diào)控植物耐鹽的新機制，為細胞壁響應(yīng)非生物脅迫的研究領(lǐng)域提供了新的認識和視角。
張阿英教授為該論文通訊作者，顏景畏博士為該論文作者。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院蔣明義教授、加州大學(xué)伯克利分校Henrik Vibe Scheller教授和中科院華南植物園房林副研究員也參與該項研究。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金等項目的支持。