休闲所花卉团队在绣球花耐铝机理揭示方面取得阶段性进展
休闲所花卉团队在绣球花耐铝机理揭示方面取得阶段性进展
文章来源：休闲所 发布时间：2024-10-15 16:29 阅读：60次
绣球（Hydrangea macrophylla）属于绣球花科绣球属花灌木，花期长久、花色丰富、花型饱满，是世界第五大鲜切花和三大花园植物之一，具有较高的观赏价值，享有“花中公主”的美誉。
绣球对土壤酸碱度非常敏感，可作为土壤酸碱度指示植物。此外，绣球还具有较强的铝耐受和积累能力，部分绣球品种可通过吸收酸性土壤中的Al3+使萼片呈现蓝色。因此，绣球是研究植物耐铝和蓝色花形成机制的特色材料，在花卉育种领域具有较大的应用价值。
休闲所花卉创新团队近年来致力于绣球花色变蓝和耐铝机制揭示等方面的研究，并于近期取得重要进展。研究成果以题为“Genome wide analysis of HMA gene family in Hydrangea macrophylla and characterization of HmHMA2 in response to aluminum stress”发表于植物学领域著名期刊《Plant Physiology and Biochemistry》（JCR 1区，IF=6.1）。
Heavy metal ATPase (HMA)是参与重金属转运的膜转运蛋白基因家族，属于P型ATP酶家族。这类蛋白主要通过ATP水解来促进重金属离子如Cu2+、Co2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+的吸收和跨膜转运，然而目前学界在Al3+转运方面的研究较少。基于此，团队在绣球‘无尽夏’基因组中挖掘鉴定到8个HmHMA基因，并对其理化性质、基因结构、系统发育、染色体分布、共线性等进行了系统分析；结合RNA-seq和qRT-PCR分析，发现HmHMA2在根和花中被Al3+诱导表达；酵母异源表达也发现该基因可以增强酵母对铝和锌的抗性，增加对镉的敏感性；绣球叶片瞬时表达表明，与对照相比，过表达HmHMA2显著提高了绣球叶片Al3+耐受性，降低了氧化应激系统如过氧化氢和丙二醛的含量，增强了抗氧化酶如SOD、POD和CAT的活性。该研究揭示了HmHMAs在绣球花铝吸收、转运和耐铝性中的关键作用。
花卉创新团队外籍博士后Muhammad Zulfiqar Ahmad为该论文第一作者，团队首席邓衍明研究员为通讯作者，江苏省农业科学院为第一完成单位。该研究工作得到国家自然科学基金（32371956）、江苏省卓博计划（2023ZB857）和科技部外国专家人才青年人才计划（QN2023014010L）等项目的资助。该研究为深入解析绣球花耐铝与花色变蓝机制奠定了理论基础，对蓝色花种质创新和酸性含铝土壤的修复具有重要的科学价值。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942824008507
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