新植物学家:揭示了蜈蚣草长距离运输砷的分子机制

来源：植物研究所，2022年1月18日08:41

植物修复技术是解决土壤砷污染的方法之一，也是实现土壤可持续安全利用的绿色环保技术。蜈蚣草是砷污染土壤植物修复的模式物种，其砷超积累的分子机制是近年来环境植物分子生物学的重要研究领域。砷的高效长距离运输效率是蜈蚣草砷过度积累的重要特征，其中木质部负载是蜈蚣草砷高效运输的关键环节，但这一过程的分子机制仍不清楚。近日，中国科学院植物研究所

植物修复技术是解决土壤砷污染的方法之一，也是实现土壤可持续安全利用的绿色环保技术。蜈蚣草是砷污染土壤植物修复的模式物种，其砷超积累的分子机制是近年来环境植物分子生物学的重要研究领域。砷的高效长距离运输效率是蜈蚣草砷过度积累的重要特征，其中木质部负载是蜈蚣草砷高效运输的关键环节，但这一过程的分子机制仍不清楚。

最近，中国科学院植物研究所何团队基于蜈蚣草全长cDNA表达文库和配子体RNAi沉默系统，鉴定出一种具有三价砷外排功能的转运蛋白PvAsE1。PvAsE1是第一个发现具有三价砷外排功能的SLC13样蛋白。PvAsE1基因的沉默会降低蜈蚣草孢子体地上部分和木汁中三价砷的含量，导致三价砷的长距离运输效率显著降低。进一步发现，PvAsE1主要表达于蜈蚣草根木质部周围薄壁细胞的质膜中，通过介导三价砷的木质部负载参与砷的长距离运输过程。PvAsE1围绕白垩纪-古近纪界线期演化，可能是这一时期富砷环境压力的适应性产物。

本研究揭示了蜈蚣草高效长距离运输砷的分子机制，探索了蜈蚣草砷超富集特性的演化机制，为砷污染修复工程植物的构建提供了核心分子元素。

相关结果发表在《新植物学家杂志》上。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目的资助；中国科学院学生的项目和科技创新计划。(100yiyao.com)

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