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吕世友教授团队木栓质与植物环境适应性研究取得进展

作者:生命科学学院   编辑:鲜文涛    来源:生命科学学院  发布时间:2022/06/30

近日,湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室吕世友教授团队在国际植物学重要期刊《New Phytologist》上发表了题为“Natural variation in root suberization is associated with local environment inArabidopsis thaliana”的研究论文。湖北大学博士后冯涛和吴攀为共同第一作者,吕世友教授为通讯作者,湖北大学为第一单位(图1)。

图1.文章首页

木栓质(Suberin)是由脂肪族化合物、芳香族化合物和甘油等组分通过酯化反应聚合而成的一类疏水性聚合物,能够在维管植物根内皮层的径向和横向细胞壁内侧沉积,形成一层疏水性的屏障,不仅在控制根系水分流动及物质运输方面起着重要作用,而且在植物响应干旱、盐胁迫和病原菌侵染等各种环境胁迫因子过程中发挥着关键作用。

为深入探讨根内皮层木栓质在植物适应环境过程中的作用,吕世友教授研究团队利用世界范围内分布的218份野生拟南芥生态型进行了分析。首先定量分析了拟南芥根中16个木栓质单体成分的自然变异,发现这些单体成分在拟南芥自然群体之间存在较大的分化。进而利用相关性分析揭示了木栓质相关性状和降雨量、土壤干湿程度等多个气候变量之间存在显著关联性,表明木栓质的结构和化学组成可能受到自然选择的影响,并表现出对生存环境,尤其是土壤理化性质的适应性(图2)。同时利用全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)鉴定了94个引起木栓质单体组分变异的潜在遗传位点,并证实了GPAT6特异参与木栓质C16单体成分的合成。总之,该研究为进一步解析植物木栓质合成及调控的分子机制提供了候选基因,并为探讨植物适应性进化的机制奠定了基础。

图2.根部木栓质表型与环境因子密切相关

据悉,吕世友教授研究团队长期从事植物表皮脂类合成调控的研究。近年来,在PlantCell、NewPhytologist、Plant Physiology和Plant Journal等国际植物学经典杂志上发表多篇论文,相关研究工作得到了国家自然科学基金委的支持。

论文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18341

(审稿:谢玉平)


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