我所水稻株型育种团队在水稻矿质元素利用及胁迫方面取得新进展

矿质元素（如锰、铜）调控植物的许多重要生物学过程，特别在植物光合作用、细胞内的氧化还原等过程扮演关键角色。土壤中锰或铜的可利用性受土壤pH、水分含量以及土壤结构的影响。这些微量元素的缺乏将导致严重的、广泛的植物营养失调。然而，随着工业发展和化肥农药的滥用，这些重金属元素在土壤中积累日益严重，最终会抑制水稻光合作用并诱导细胞氧化应激，从而影响水稻产量并且可能通过食物链的生物积累对人类构成严重的健康风险。因此解析水稻矿质元素的吸收、转运及平衡的分子机制，挖掘相关水稻金属转运蛋白，对于水稻养分高效利用和对土壤金属污染地区的水稻生产具有重要理论指导意义。

团队前期的研究发现水稻锰转运蛋白家族UPF0016中PML4成员在高尔基糖基化和细胞壁合成过程中扮演的重要调控作用。在营养生长阶段的表型分析显示，pml4突变体特异对缺锰敏感。在生殖生长阶段，PML4的突变进一步影响水稻花药形态和花粉活性，导致水稻产量降低。相关成果《The Golgi-localized transporter OsPML4 contributes to manganese homeostasis in rice》在国际学术期刊《Plant Science》上发表，影响因子为4.1。水稻所许恩定博士和邹禹副研究员为论文共同第一作者，南京农业大学生命科学学院陈熙副教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

另外，近期该团队受国际学术期刊《International Journal of Molecular Sciences》（影响因子4.9）的邀稿，发表题为《Molecular Mechanisms of Plant Responses to Copper: From Deficiency to Excess》的综述文章。

该文章从“铜在植物中的作用”，“铜在土壤中的动力学及有效性”，“铜缺乏和毒害对植物的影响”，“植物铜吸收、转运及平衡的分子机制”和“维持铜稳态的有效策略”等5个方面系统地阐述了植物在面临土壤铜缺乏或过量的情况下内源性防御机制以及外源性补救的措施。

水稻所许恩定博士和南京农业大学生命科学学院刘园园博士为论文共同第一作者，邹禹副研究员和张培江研究员为论文共同通讯作者。水稻所谷东方、占新春，周坤能和园艺所黎积誉参与了论文工作。该工作得到了国家重点研发计划、安徽省重点研发等项目的资助。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945223003527

https://www.mdpi.com/1422-0067/25/13/6993

撰稿人：许恩定