近日,，資源環(huán)境學(xué)院根系生物學(xué)研究中心,、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，梁翠月研究員課題組在The Plant Journal（中科院一區(qū)Top期刊）發(fā)表了題為“Border-like cell formation mediated by SgPG1 confers aluminum resistance in Stylosanthes guianensis”的研究論文,。

  鋁毒害是酸性土壤中限制作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的重要因素。根尖類邊緣細(xì)胞（Border-like cells）的形成是植物耐鋁毒的重要機(jī)制之一,。但其具體形成及其耐鋁毒害的分子調(diào)控機(jī)制尚不清晰,。柱花草（Stylosanthes guianensis）是熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的豆科牧草，也是酸性土壤的“先鋒改良作物”,。本研究發(fā)現(xiàn)圭亞那柱花草不同基因型的根尖均能生成明顯的類邊緣細(xì)胞,，而粘質(zhì)柱花草的根尖無類邊緣細(xì)胞形成。在鋁毒條件下,，圭亞那柱花草所形成的類邊緣細(xì)胞能夠吸附大量鋁離子,，從而保護(hù)根尖不受鋁毒的侵害,。這也是圭亞那柱花草根尖的耐鋁能力明顯高于粘質(zhì)柱花草的主要原因,。通過柱花草圭亞那柱花草根尖無參轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，鑒定到一個(gè)編碼多聚半乳糖醛酸酶的基因SgPG1,，其表達(dá)水平與類邊緣細(xì)胞的形成相關(guān),，且受bHLH轉(zhuǎn)錄因子SgbHLH19直接調(diào)控。超量表達(dá)SgPG1改變了擬南芥和柱花草根中細(xì)胞壁低甲酯化多聚半乳糖醛酸的含量,，增強(qiáng)了類邊緣細(xì)胞的形成及其耐鋁毒的能力,。綜上所述，本研究揭示了圭亞那柱花草根尖形成類邊緣細(xì)胞是其耐鋁毒的重要機(jī)制,，而類邊緣細(xì)胞的其形成依賴于SgPG1對(duì)細(xì)胞壁果膠表位的修飾,。

圖2 圭亞那柱花草根尖類邊緣細(xì)胞的生成及其耐鋁機(jī)制的調(diào)控模式圖

  華南農(nóng)業(yè)大學(xué)根系生物學(xué)研究中心已畢業(yè)博士生林雁、劉國(guó)選（現(xiàn)為在職博士后）以及中國(guó)熱科院熱帶作物品種資源研究所副研究員劉攀道為論文共同第一作者,，梁翠月研究員和田江研究員為共同通訊作者,。上述研究得到了“十四五”廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新十大主攻方向“揭榜掛帥”項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助,。

　　相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.17073

文圖/資源環(huán)境學(xué)院 陳康