我校與塔斯馬尼亞大學(xué)聯(lián)培博士生陳曦在植物學(xué)領(lǐng)域高水平期刊《Environmental and Experimental Botany》發(fā)表研究成果

發(fā)表時(shí)間：2022-06-14

2022年6月8日,，佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院與澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)塔州農(nóng)業(yè)研究所2020級(jí)聯(lián)培博士生陳曦在植物學(xué)高水平期刊《Environmental and Experimental Botany》（ISSN: 0098-8472）在線發(fā)表最新研究成果“Jasmonate signaling and remodeling of cell wall metabolism induced by boron deficiency in pea shoots”（ 缺硼誘導(dǎo)豌豆地上部茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞壁代謝重塑）,。

《Environmental and Experimental Botany》為植物學(xué)領(lǐng)域高水平期刊（2020年影響因子為5.545）,。佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為論文第一單位和通訊單位，陳曦博士為第一作者,。喻敏教授和Steven M. Smith教授為共同通訊作者,，我校特聘教授謝爾蓋和吳飛華等參與研究工作。

硼(B)是植物生長(zhǎng)的必需微量元素,，是少有的幾個(gè)營(yíng)養(yǎng)功能尚不明確的營(yíng)養(yǎng)元素,。我國(guó)土壤大面積缺硼，華南酸性土壤缺硼尤為嚴(yán)重,，影響我國(guó)特別是華南地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全,。喻敏教授長(zhǎng)期從事酸性土壤植物硼營(yíng)養(yǎng)研究，旨在明確植物必需微量元素硼的營(yíng)養(yǎng)功能,，以更好服務(wù)華南地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全,。

Fig.1 缺硼誘導(dǎo)豌豆莖尖茉莉酸JA合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

前期研究表明硼對(duì)于維持植物頂端優(yōu)勢(shì)具有重要作用，然而其機(jī)理尚不明確,。研究者也觀察到缺硼豌豆幼苗喪失頂端優(yōu)勢(shì),，側(cè)枝生長(zhǎng)增加。通過比較分析外源加硼和不加硼處理10 d,、14 d,、18 d的豌豆 (Pisum sativum L.) 莖尖轉(zhuǎn)錄組學(xué)，分別得到了 42,、517 和 2684 個(gè)差異表達(dá)基因 (DEG),，這些基因與細(xì)胞生長(zhǎng),、代謝、膜功能和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的各個(gè)方面有關(guān),。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)參與茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞壁代謝的基因在缺硼植物中上調(diào)；許多 DEG 編碼的轉(zhuǎn)錄因子 (TFs) 可能參與這些反應(yīng),，包括許多 MYB 和乙烯反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄因子 (ERF) 蛋白以及與茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)的 MYC2 的兩個(gè)直系同源物,。用硼或茉莉酸 (JA)短期處理離體莖尖，發(fā)現(xiàn)其中幾個(gè) DEG 的表達(dá)發(fā)生急劇變化,。這些結(jié)果與硼酸鹽在細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中的主要作用一致,，表明缺硼可能激活茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞壁重塑，也可以解釋缺硼為何引起豌豆地上部枝條生長(zhǎng)和株型的變化,。

通過轉(zhuǎn)錄分析,，確定了陳曦博士關(guān)于硼維持植物頂端優(yōu)勢(shì)課題深入研究方向。鑒于缺硼導(dǎo)致許多參與細(xì)胞壁代謝和茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的表達(dá)變化,，以及激素含量的變化,，研究者提出缺硼可能破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，引起茉莉酸信號(hào)的激活和下游的細(xì)胞壁代謝補(bǔ)償性變化等植物系統(tǒng)獲得性抗性反應(yīng),，從而導(dǎo)致株型改變,。其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

（食品科學(xué)與工程學(xué)院/廣東省膜生物學(xué)與環(huán)境國(guó)際科技合作基地）