近日，植物學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Molecular Plant在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學生命科學學院張阿英教授團隊題為“Cell Wall β-1,4-galactan Regulated by BPC1/BPC2-GALS1 Module Aggravates Salt Sensitivity in Arabidopsis thaliana”的研究論文。該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。
細胞壁是植物細胞外圍的動態(tài)結(jié)構(gòu)，在生長、發(fā)育和適應不斷變化的環(huán)境中為植物細胞提供機械支持，主要由纖維素、半纖維素、果膠和木質(zhì)素等組分構(gòu)成。纖維素在植物響應鹽脅迫中有著重要作用，果膠作為植物細胞壁的另一重要組分成分，其組成和結(jié)構(gòu)比較復雜，對于其在抵御外界脅迫中的作用知之甚少。鼠李聚糖半乳糖醛酸Ⅰ（Rhamnogalacturonan I，RGI）是細胞壁中含量較多的一種果膠多糖，其分子量很大，帶有長短不一的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，β-1,4-半乳聚糖是構(gòu)成RGI的重要側(cè)鏈多糖。
該研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下植物根尖中的β-1,4-半乳聚糖大量積累，加重了植物對鹽脅迫的敏感性。β-1,4-半乳聚糖由半聚糖合成酶（GALACTAN SYNTHASE, GALS）合成，有GALS1, GALS2和GALS3三個基因負責編碼GALS，該研究發(fā)現(xiàn)，只有GALS1在基因表達水平上響應鹽脅迫誘導，而且進一步研究發(fā)現(xiàn)，GALS1的表達受轉(zhuǎn)錄因子BPC1和BPC2直接調(diào)控。鹽脅迫下，植物細胞中BPC1/BPC2含量顯著降低，減弱了其對GALS1表達的抑制作用，導致β-1,4-半乳聚糖的積累增加，最終加重植物對鹽脅迫的敏感性。該研究揭示了細胞壁組分β-1,4-半乳聚糖調(diào)控植物耐鹽的新機制，為植物響應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第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、中國博士后科學基金等項目的支持。
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