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综述:植物STOP1家族:土壤多重胁迫适应的掌舵者
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月17日 来源:Plant and Soil 4.1
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(编辑推荐)本综述系统阐述了STOP1(Sensitive to Proton Toxicity 1)家族转录因子在植物应对酸害、铝毒、营养胁迫等非生物胁迫中的核心作用,揭示其通过调控根系构型、养分吸收(N/P)、渗透调节等通路实现多重胁迫适应的分子机制,为作物抗逆改良提供关键靶点。
植物在自然环境中持续面临干旱、洪涝、缺氧、营养缺乏及质子/重金属毒害等非生物胁迫,这些胁迫可导致全球农作物减产达50%以上。STOP1家族蛋白作为植物逆境应答的"中枢调节器",其功能解析为理解作物抗逆机制提供了新视角。
最初在拟南芥中鉴定的STOP1蛋白被证实是调控植物耐低pH和铝(Al3+)毒性的关键转录因子。最新研究发现,STOP1同源蛋白通过三重作用机制参与多重胁迫响应:1)直接激活有机酸转运蛋白基因(如AtALMT1)分泌柠檬酸螯合Al3+;2)调控磷酸转运蛋白(PHT1)表达提升磷吸收效率;3)通过生长素信号通路改变根系构型。值得注意的是,STOP1在干旱胁迫中表现出独特双重性——其过表达会通过促进气孔开放加剧水分流失,但在盐胁迫下又能增强Na+/K+平衡能力。
STOP1家族蛋白的pleiotropic(多效性)特征使其成为作物抗逆育种的理想靶标。未来研究需聚焦:1)STOP1在不同胁迫条件下的转录后修饰网络;2)其与ABA信号通路的crosstalk机制;3)利用基因编辑技术创制STOP1功能梯度突变体。深入解析该家族蛋白的"分子开关"作用,将为设计广谱抗逆作物提供理论基石。
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