新發現：擬南芥NADP-蘋果酸酶1功能的缺失導致對鋁脅迫的耐受性增強

2019年11 月14 日，阿根廷國立羅薩里奧大學Malriel Claudia Gerrard Wheeler團隊研究發現擬南芥NADP-蘋果酸酶1功能的缺失導致對鋁脅迫的耐受性增強。

在酸性土壤中，鋁（Al）的毒性是全世界作物產量的一個重要限制因素。由于蘋果酸具有鋁結合能力，它允許內部和外部排毒方法應對Al脅迫，但是對于這種反應涉及的代謝過程知之甚少。為此，來自阿根廷國立羅薩里奧大學Malriel Claudia Gerrard Wheeler團隊分析了NADP依賴性蘋果酸酶（NADP-ME）在鋁耐受性中催化蘋果酸氧化脫羧的相關性。與野生型相比，缺NADP-ME1的植物（nadp-me1）在鋁處理后對根系伸長的抑制較低。此外，暴露于Al的WT（wild type）根中NADP-ME1轉錄水平顯著下降。斜管nadp-me1和WT中幼苗和根系分泌物中的蘋果酸水平相似，但長時間暴露于Al后，nadp-me1的根中觀察到細胞內蘋果酸的顯著增加。nadp-me1植物在暴露于Al的谷氨酸中也顯示出較低的H2O2含量，而暴露于Al信號中的氨基酸對谷氨酸沒有抑制作用。蛋白質組學研究表明，nadp-me1中有幾種差異表達的蛋白參與了信號轉導、初級代謝、對生物和其他非生物刺激的保護以及氧化還原過程，它們可能直接或間接參與鋁耐受。結果表明，NADP-ME1參與了根頂端蘋果酸水平的調節，其損失導致該有機酸含量增加。此外，研究結果表明，NADP-ME1影響信號傳遞過程，如活性氧的產生和那些涉及谷氨酸的過程，這些過程可能導致根系生長抑制。