BjZIP1是一种定位于质膜上的转运蛋白,能够介导芸苔属植物(Brassica juncea)对镉和锌的吸收

《Plant Cell Reports》:BjZIP1, a plasma membrane-localized transporter, mediates cadmium and zinc uptake in Brassica juncea

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Plant Cell Reports 4.5

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  重金属污染威胁农业安全,BjZIP1作为质膜转运蛋白在酵母、拟南芥和大叶藻中均显著提升Cd/Zn吸收效率,但过量表达伴随细胞损伤和生长抑制。

  

摘要

主要结论

BjZIP1是一种位于质膜上的蛋白质。在酵母、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和油菜(Brassica juncea)的毛状根中过表达BjZIP1,证实了该蛋白在促进镉(Cd)和锌(Zn)吸收中的作用。

摘要

农业土壤中的重金属污染严重威胁着全球粮食安全。虽然油菜被认为是一种具有潜力的植物修复超积累植物,但介导其金属吸收的具体转运蛋白仍大多未被研究。在这里,我们发现了BjZIP1——这种位于质膜上的蛋白质在油菜中负责镉和锌的转运。将BjZIP1异源表达到对镉敏感的酵母突变体(Δyap1)中,发现细胞内镉和锌的积累分别增加了17.8%和25.0%,从而增强了植物对金属的敏感性。在拟南芥中,BjZIP1过表达株在金属胁迫条件下,根部的镉积累量增加了31.1–58.3%,锌的积累量增加了1.68–2.48倍,并伴有生长抑制现象。关键的是,BjZIP1过表达的油菜毛状根在镉暴露下,镉和锌的积累量分别增加了1.05–1.30倍和1.42–1.92倍,同时细胞损伤也加剧了。总体而言,我们的研究结果确立了BjZIP1作为油菜中镉和锌转运蛋白的身份,为通过基因工程提高植物修复效率提供了一个有前景的分子靶点。

图形摘要

BjZIP1在油菜中作为镉和锌的质膜转运蛋白发挥作用

主要结论

BjZIP1是一种位于质膜上的蛋白质。在酵母、拟南芥和油菜的毛状根中过表达BjZIP1,证实了该蛋白在促进镉和锌吸收中的作用。

摘要

农业土壤中的重金属污染严重威胁着全球粮食安全。虽然油菜被认为是一种具有潜力的植物修复超积累植物,但介导其金属吸收的具体转运蛋白仍大多未被研究。在这里,我们发现了BjZIP1——这种位于质膜上的蛋白质在油菜中负责镉(Cd)和锌(Zn)的转运。将BjZIP1异源表达到对镉敏感的酵母突变体(Δyap1)中,发现细胞内镉和锌的积累分别增加了17.8%和25.0%,从而增强了植物对金属的敏感性。在拟南芥中,BjZIP1过表达株在金属胁迫条件下,根部的镉积累量增加了31.1–58.3%,锌的积累量增加了1.68–2.48倍,并伴有生长抑制现象。关键的是,BjZIP1过表达的油菜毛状根在镉暴露下,镉和锌的积累量分别增加了1.05–1.30倍和1.42–1.92倍,同时细胞损伤也加剧了。总体而言,我们的研究结果确立了BjZIP1作为油菜中镉和锌转运蛋白的身份,为通过基因工程提高植物修复效率提供了一个有前景的分子靶点。

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BjZIP1在油菜中作为镉和锌的质膜转运蛋白发挥作用

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