近日，食品科學與工程學院喻敏教授團隊在缺硼抑制植物根系生長研究中取得新進展，相關成果于5月26日以“PIN2/3/4 Auxin Carriers Mediate Root Growth Inhibition under Conditions of Boron Deprivation in Arabidopsis”為題在線發(fā)表在Plant Journal上。

缺硼阻礙植物根系生長的生理和分子機制尚不清楚。該團隊利用生長素響應轉(zhuǎn)基因材料DR5rev::GFP和DII-VENUS證實缺硼增加根尖中柱（Stele）和表皮（Epidermis）IAA生長素響應。通過對生長素轉(zhuǎn)運相關突變體材料篩選，結(jié)果顯示pin2、pin3和pin4-3突變體株系緩解缺硼抑制根系的生長。利用共聚焦熒光顯微鏡（CLSM）觀察轉(zhuǎn)基因pPIN::GFP和pAUX1::YFP株系，結(jié)果顯示缺硼顯著增強根尖細胞膜PIN2/3/4-GFP信號強度，可能與缺硼上調(diào)根尖PIN2、PIN3和PIN4基因轉(zhuǎn)錄水平有關。利用囊泡運輸抑制劑（Brefeldin A，BFA）進行處理轉(zhuǎn)基因pPIN2/3/4::GFP株系，結(jié)果表明缺硼抑制細胞膜PIN2、PIN3和PIN4蛋白的內(nèi)吞，可能進一步增加細胞膜PIN2/3/4蛋白豐度。利用轉(zhuǎn)基因pPIN2/3/4::Dendra2材料示蹤細胞膜PIN2/3/4蛋白的動態(tài)變化過程，進一步證實缺硼抑制細胞膜PIN2/3/4蛋白的內(nèi)吞。

最后，提出缺硼抑制植物根系生長的模型：缺硼誘導增加地上部子葉IAA合成，并通過上調(diào)根尖PIN2/3/4基因轉(zhuǎn)錄水平及增加細胞膜PIN2/3/4蛋白豐度，從而增加根尖IAA含量并抑制根系的生長。該研究為揭示缺硼抑制植物根系生長提供了新的見解。

我校聯(lián)合培養(yǎng)博士生陶林為論文第一作者，碩士研究生朱虎和本科生黃秋雨為該論文共同第一作者，喻敏教授為論文通訊作者。本科生蕭曉儀、王惠、羅穎和李學文副教授、劉家友講師和李亞林博士參與了該項研究。