PJ福建农林许卫锋：NMT发现G蛋白γ亚基、14-3-3均可促低P下水稻泌H+为两者互作调控质子泵从而促根伸长及吸P提供证据

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

感谢本文一作，福建农林大学许飞云博士校稿

基本信息

主题：NMT发现G蛋白γ亚基、14-3-3均可促低P下水稻泌H⁺为两者互作调控质子泵从而促根伸长及吸P提供证据

期刊：The Plant Journal

影响因子：6.141

研究使用平台：NMT植物营养创新平台

标题：Rice G protein γ subunit qPE9-1 modulates root elongation for phosphorus uptake by involving 14-3-3 protein OsGF14b and plasma membrane H⁺-ATPase

作者：福建农林大学许卫锋、许飞云、王珂

检测离子/分子指标

H⁺

检测样品

水稻根

中文摘要（谷歌机翻）

异源三聚体G蛋白参与植物生长发育，而水稻G蛋白γ亚基qPE9-1响应低磷（LP）的作用机制尚不清楚。在LP条件下，qPE9-1基因在水稻根系中的表达明显受到诱导。携带qPE9-1等位基因的水稻品种比携带qpe9-1等位基因的水稻品种（qPE9-1等位基因的突变体）对LP表现出更高的主根响应。在LP条件下，具有qPE9-1等位基因的转基因水稻比具有qpe9-1等位基因的转基因水稻具有更大的主根长度和P浓度。质膜（PM）H⁺-ATPase对qPE9-1介导的LP响应非常重要。此外，一种14-3-3蛋白OsGF14b，作为激活PM H⁺-ATPase促进根系伸长的关键成分，也参与了qPE9-1的介导。另外，OsGF14b在WYJ8（携带qpe9-1等位基因）中过表达部分增加了LP条件下的主根长度。使用R18肽（14-3-3 蛋白抑制剂），qPE9-1通过14-3-3蛋白参与LP条件下主根的伸长和H⁺外排。在LP条件下，干燥土壤中qPE9-1株系的根鞘（rhizosheath）重量、全P含量和根鞘土壤Olsen-P浓度均高于qpe9-1株系。这些结果表明，水稻中的G蛋白γ亚基qPE9-1通过14-3-3蛋白OsGF14b和PM H⁺-ATPase来调节根系伸长以吸收磷。

离子/分子流实验处理

1. 300 μM P（对照）处理7 d
2. 300 μM P +30 μM VAN（钒酸盐，一种PM H⁺-ATPase抑制剂）处理7 d
3. 300 μM P +2 μM FC（壳梭孢菌素，一种PM H⁺-ATPase刺激剂）处理7 d
4. 2 μM P（LP）处理7 d
5. 2 μM P+30 μM VAN处理7 d
6. 2 μM P+2 μM FC处理7 d
7. 300 μM P +10μg/mL R18肽处理7 d
8. 2 μM P+10 μg/mL R18肽处理7 d

离子/分子流实验结果

使用VAN和FC研究qPE9-1对PM H⁺-ATPase的影响。LP条件下，qPE9-1回补系和ZH11的H⁺外排速率增加；然而，在WYJ8和RNAi株系的H⁺外排速率没有差异。施加FC导致qPE9-1回补系和WYJ8对H⁺外排速率的响应相似。在有VAN的LP条件下，qPE9-1回补系与WYJ8或ZH11与RNAi株系的H⁺外排速率没有显著差异（图1）。

图1. 水稻在300 μM P、300 μM P +30 μM VAN、2 μM P、2 μM P+30 μM VAN、2 μM P+2 μM FC处理7 d后的H⁺外排速率。正值代表H⁺外排。

为进一步了解qPE9-1介导的H⁺外排增加是否与OsGF14b相关，使用了14-3-3蛋白抑制剂R18肽（图2）。在LP条件下，qPE9-1回补系的H⁺外排速率比对照条件下高。然而，当添加R18时，与正常生长（对照条件）相比，LP 条件下 WYJ8 的H⁺外排速率没有任何显著差异。在具有R18肽的LP下，qPE9-1回补系和WYJ8之间的H⁺外排速率没有显著差异（图 2C）。还使用了qPE9-1表达减少的株系。类似地，在具有R18肽的 LP 条件下，ZH11和RNAi株系之间的H⁺外排速率没有显著差异（图 2D）。