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我区科研人员揭示碱胁迫降低燕麦叶绿素含量分子机制

   2021-05-19 内蒙古自治区科技厅
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核心提示:近日,中国农业科学院草原研究所(内蒙古草业与草原研究院)金轲研究员科研团队在国际期刊《植物科学前沿》


近日,中国农业科学院草原研究所(内蒙古草业与草原研究院)金轲研究员科研团队在国际期刊《植物科学前沿》(Frontiers in Plant Science)上发表了“燕麦对碱胁迫的蛋白质组反应及外源精胺的缓解效应”(Proteomic Responses to Alkali Stress in Oats and the Alleviatory Effects of Exogenous Spermine Application),该项目以燕麦为研究对象,运用TMT标记定量蛋白组技术揭示了碱处理抑制叶绿素积累的分子机制上。

该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

土地盐碱化是我国面临的重要生态问题,其中碱胁迫对作物产量的抑制作用高于盐胁迫,危害性更强,然而这种内在原因仍不是很清楚。燕麦作为我国北方及西北地区优势特色粮饲兼用作物,具有耐盐、碱特性,被认为是改良盐碱地的先锋作物。

图:外源精胺对碱胁迫下燕麦生长的影响效应
注:(A)Con-tainer种植;(B)碱胁迫对不同生育时期叶片叶绿素含量影响机制;孕穗期,外源精胺对碱胁迫下燕麦(C)地上部分及(D)根系生长影响效应;孕穗期,外源精胺对碱胁迫下(E)叶片叶绿素含量、(F)地上部分干物质重及(G)根干重影响效应。CK:对照,AS:碱胁迫,Spm:外源精胺
科研团队通过对燕麦的盐碱胁迫的蛋白组比较研究发现,在碱胁迫下,蛋白原卟啉原氧化酶(coproporphyrinogen III oxidase, protoporphyrinogen oxidase)下调从而阻碍叶绿素合成,蛋白脱镁叶绿酸氧合酶(Pheophorbide aoxygenase)上调加速叶绿素分解。与单碱胁迫相比,外施精胺可促进叶绿体结构、根系生长及抗氧化相关蛋白表达量升高,提高燕麦抗碱性,可为盐碱化土地燕麦栽培及抗性品种选育提供参考。 

论文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.627129/full


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