我校食品科學(xué)與工程學(xué)院喻敏團(tuán)隊(duì)在《Plant Physiology》在線發(fā)表重要研究成果
5月21日,國際植物學(xué)頂級(jí)期刊《Plant Physiology》在線發(fā)表了我校食品科學(xué)與工程學(xué)院喻敏團(tuán)隊(duì)在硼緩解植物鋁毒新機(jī)制的研究“Boron alleviates aluminum toxicity by promoting root surface alkalization via polar auxin transport”,。我校特聘青年研究員李學(xué)文博士和碩士研究生麥靖文為該文的共同第一作者,,通訊作者為喻敏教授和謝爾蓋教授。
研究團(tuán)隊(duì)部分成員:范蒂姆,,佛科院嶺南講座教授(前左),,謝爾蓋,佛科院特聘教授、外專千人(前中),,喻敏教授(前右)
鋁毒是酸性土壤中限制作物生產(chǎn)的主要因子之一,,制約著華南地區(qū)大面積酸性土壤農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
喻敏團(tuán)隊(duì)長期的研究發(fā)現(xiàn),,華南酸性土壤微量元素硼肥的施用具有雙重作用,,一是補(bǔ)充土壤微量元素硼的缺乏,二是可以緩解酸性土壤鋁對植物的毒害作用及限制鋁在植物體的累積(Yu et al., 2009; Yang et al., 2006; Li et al., 2006, 2017),。
Plant Physology剛剛在線發(fā)表的論文解釋了硼緩解鋁毒的新機(jī)制,。根尖過渡區(qū)是鋁毒最敏感的區(qū)域,在植物鋁毒的感知過程中起著重要作用,。
Figure 6 Polar auxin transport between the quiescent center and the elongation zone and its regulation of the root surface pH in the transition zone in the root apex, in either acidic media (Panel A) or conditions of B deficiency and Al toxicity (Panel B).
喻敏團(tuán)隊(duì)利用最簡單的方法,,直觀觀察到根尖不同根區(qū)存在顯著的pH梯度,主要表現(xiàn)為根尖過渡區(qū)的堿性化和伸長區(qū)的酸化,,這是植物根系生長的重要信號(hào),。由此提出創(chuàng)新性研究假說:硼緩解植物鋁毒的作用與根區(qū)pH梯度的維持有關(guān)。借助植物微電極離子流測定技術(shù)等技術(shù),,發(fā)現(xiàn)硼能夠維持鋁脅迫條件下豌豆根表面pH的梯度,,即根過渡區(qū)的堿性化和伸長區(qū)酸化,從而促進(jìn)了植物根系的生長,。結(jié)合擬南芥生長素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白突變體(aux1-7和pin2)與生長素極性運(yùn)輸抑制劑1-萘氨甲酰苯甲酸(NPA),,最終證實(shí)硼通過促進(jìn)生長素在根系的極性運(yùn)輸,促進(jìn)了過渡區(qū)根表堿性化,,降低了該鋁敏感區(qū)鋁離子活度,,顯著減少根系鋁的累積,從而緩解了鋁對植物的毒害作用,。
該研究結(jié)果為在酸性土壤施用硼肥,,降低植物鋁積累和減輕植物鋁的毒性作用,,保障酸性土壤地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等,提供了有力的科學(xué)技術(shù)支撐,,且具有重要應(yīng)用前景,。
喻敏 博士,教授,,佛科院食品科學(xué)與工程學(xué)院園藝學(xué)科帶頭人,。
2017年8月19日至24日第18屆國際植物營養(yǎng)大會(huì)(IPNC)及硼錳衛(wèi)星會(huì)議在丹麥哥本哈根召開。佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院喻敏教授參加此次大會(huì)并在硼衛(wèi)星會(huì)議做大會(huì)口頭報(bào)告,。
主持多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金:
(1)2017.01-2020.12 主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“硼促進(jìn)根過渡區(qū)質(zhì)外體堿性化減輕豌豆根尖鋁毒的機(jī)理”(編號(hào):31672228)
(2 )2012.01-2015.12 主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“硼與果膠RGⅡ交聯(lián)對鋁在根邊緣細(xì)胞行為的調(diào)控”(編號(hào):31172038)
(3) 2005.01-2007.12主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“豌豆根邊緣細(xì)胞壁和粘膠層特性研究—硼減輕鋁毒的機(jī)理”( 編號(hào):30471035)
(4) 2003.01-12主持國家自然科學(xué)基金青年基金“硼減輕鋁毒的可能機(jī)理:豌豆根邊沿細(xì)胞的研究”(編號(hào):30200167)