苹果磷酸盐饥饿响应转录因子MdPHR1可正向调控对锌和镉的耐受性

《Plant Cell Reports》：The apple phosphate starvation response transcription factor MdPHR1 positively regulates zinc and cadmium tolerance

植物重金属抗性调控机制研究揭示MdPHR1基因通过激活抗氧化系统降低ROS积累，促进重金属离子外排，增强植物对Zn/Cd的耐受性。

　　

摘要

关键信息

MdPHR1 可激活抗氧化系统，减少活性氧的积累，调节与重金属解毒相关的基因表达，并降低植物对锌或镉的敏感性。

摘要

随着工业和农业生产的高速发展，土壤中镉（Cd）和锌（Zn）的过量积累严重威胁着植物的生存与发育，甚至危及人类健康。因此，探索调控植物重金属耐受性的新基因和新机制具有重要意义。我们发现，在锌或镉处理后，MdPHR1（MYB-CC转录因子）基因的表达显著上调。此外，过表达 MdPHR1 的苹果愈伤组织和转基因拟南芥（Arabidopsis）品系表现出更强的锌或镉胁迫耐受性。这些转基因材料中关键抗氧化酶（包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性增强，同时活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的水平显著降低。此外，过表达品系的生物量产量增加，叶绿素含量也有所提高。在拟南芥中异位过表达 MdPHR1 还能够调控抗氧化合成相关基因和重金属解毒相关基因的表达，从而增强抗氧化酶的活性并促进锌或镉离子的排出，显著减轻了由锌或镉引起的植物毒性。综上所述，我们的研究结果表明 MdPHR1 是植物适应锌或镉胁迫的关键正向调控因子。这些发现为提高作物对重金属胁迫的耐受性的分子育种策略提供了宝贵的理论依据。

关键信息

MdPHR1 可激活抗氧化系统，减少活性氧的积累，调节与重金属解毒相关的基因表达，并降低植物对锌或镉的敏感性。

摘要

随着工业和农业生产的高速发展，土壤中镉（Cd）和锌（Zn）的过量积累严重威胁着植物的生存与发育，甚至危及人类健康。因此，探索调控植物重金属耐受性的新基因和新机制具有重要意义。我们发现，在锌或镉处理后，MdPHR1（MYB-CC转录因子）基因的表达显著上调。此外，过表达 MdPHR1 的苹果愈伤组织和转基因拟南芥（Arabidopsis）品系表现出更强的锌或镉胁迫耐受性。这些转基因材料中关键抗氧化酶（包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性增强，同时活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的水平显著降低。此外，过表达品系的生物量产量增加，叶绿素含量也有所提高。此外，拟南芥中异位过表达 MdPHR1 还能够调控抗氧化合成相关基因和重金属解毒相关基因的表达，从而增强抗氧化酶的活性并促进锌或镉离子的排出，显著减轻了由锌或镉引起的植物毒性。综上所述，我们的研究结果表明 MdPHR1 是植物适应锌或镉胁迫的关键正向调控因子。这些发现为提高作物对重金属胁迫的耐受性的分子育种策略提供了宝贵的理论依据。