
我国工业化快速发展、重金属矿产开发以及传统的农业灌溉方式等引发了严重的土壤重金属污染,严重威胁我国粮食安全和人民身心健康。因此如何高效、绿色、经济地开展重金属污染土壤修复,对于保障我国粮食安全和社会可持续发展具有重大意义。重金属富集相关基因的挖掘和解析对揭示植物重金属胁迫响应的分子机制、培育重金属高积累能力的修复植物具有重要意义。
近日,亚林所林木分子生物学研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表题为“SpCTP3 from the hyperaccumulator Sedum plumbizincicola positively regulates cadmium tolerance by interacting with SpMDH1”论文,该研究鉴定并揭示了超积累植物伴矿景天新螯合蛋白—SpCTP3在植物修复领域的重要功能。通过挖掘和解析镉超积累和耐受性基因及其分子机制,对于培育植物修复的转基因植物具有重要意义。
论文在伴矿景天中鉴定出一个新的镉耐受蛋白3(SpCTP3)。Cd2+结合和热力学分析结果表明,SpCTP3中的CXXC基序是Cd2+结合位点。突变CXXC基序降低了59.93%的Cd结合能力。SpCTP3过表达植株根和叶细胞质中Cd浓度显著高于野生型株系,分别为53.75%和71.87%。此外,SpCTP3与苹果酸脱氢酶1 (MDH1)相互作用,通过于调节Cd的亚细胞分布,增加苹果酸在植物体内的积累,最终提高植物Cd耐受性。
博士研究生李绍翠为第一作者,亚林所卓仁英研究员、韩小娇副研究员为通讯作者。