南京大學欒升教授權威期刊連發新研究成果

　　 現任職于加州大學伯克利分校及南京大學的欒升（Sheng Luan）教授，主要研究方向是利用擬南芥和水稻作為模式材料探討逆境條件下植物如何進行生長發育的分子機制，側重于挖掘植物對光、干旱、高鹽、營養缺乏等非生物脅迫的防御反應中的關鍵基因，闡明基因的作用機理及其功能，并力圖建立植物應答脅迫的信號傳導途徑。在Nature、Nature Cell Biology、Nature Genetics、PNAS、Plant Cell期刊以通訊作者身份發表研究性文章40多篇。

　　近日欒升教授課題組在擬南芥研究中接連取得突破性成果，兩篇研究論文分別發布在《美國國家科學院院刊》（PNAS）及《生物化學與生物物理研究通訊》（Biochemical and Biophysical Research Communications）雜志上。

　　A vacuolar phosphate transporter essential for phosphate homeostasis in Arabidopsis. 10.1073/pnas.1514598112 PNAS November 9, 2015

　　在這篇文章中，欒升教授與南京大學的蘭文智(Wenzhi Lan)教授及趙福庚(Fu-Geng Zhao)副教授合作，揭示出一種液泡磷轉運蛋白對于擬南芥磷平衡至關重要。

　　磷酸鹽是植物生長必需的營養素，無機磷酸鹽(Pi)主要儲存在植物細胞的液泡中，使得植物能夠適應土壤中變化的Pi供應。當前尚不清楚介導Pi儲存在液泡中的轉運蛋白。

　　研究人員在這項新研究中確定了擬南芥中，將Pi運送到液泡內的一種SPX結構域蛋白——VPT1的功能特征。vpt1突變體植物矮化，相比于野生型植物保存的Pi較少，尤其是種植在含有高水平Pi的培養基中時。在幼苗中，正常條件下VPT1主要表達于幼嫩組織中，在老組織中則受到高Pi條件的強力誘導，表明在幼嫩組織中VPT1對Pi儲存發揮作用，而在老組織中則負責除去高Pi。因此，破壞VPT1可導致植物對低Pi和高Pi條件過度敏感，降低了植物對Pi供應改變的適應性。

　　對分離的液泡進行膜片鉗分析，顯示相比野生型植物，vpt1突變體中Pi流入電流顯著減少。當在煙草葉肉細胞中異位表達時，VPT1介導了Pi、SO42?、NO3?、Cl?等陰離子流入液泡，蘋果酸鹽及Pi是優先選擇的陰離子。VPT1介導Pi電流振幅取決于細胞溶質磷酸鹽濃度。單通道分析證實，VPT1的開放概率隨跨液泡膜電位增加而增加。

　　由此，研究人員提出VPT1轉運蛋白在擬南芥中負責了液泡Pi儲存，對于Pi適應至關重要。

　　The Calcium Sensor CBL7 Modulates Plant Responses to Low Nitrate in Arabidopsis.Biochem Biophys Res Commun. 2015 Nov 5. pii: S0006-291X(15)30861-5. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.10.164

　　在這篇文章中，欒升教授與蘭州大學的王鎖民（Suo-Min Wang）教授合作證實，在擬南芥中鈣傳感器CBL7調節了植物對低硝酸鹽的反應。

　　鈣離子(Ca2+)在許多適應及發育過程中充當關鍵信使。在植物中，CBL家族是一組獨特的解譯鈣信號的鈣感受器。當前在模式生物擬南芥中已確定了幾個CBL成員的功能特征，但對于CBL7的作用仍不清楚。

　　研究人員報告稱發現，CBL7參與調控了擬南芥中的低硝酸鹽反應。相比野生型植物，在缺乏硝酸鹽的條件下Cbl7突變體植物根生長更加受到抑制。有趣的是，在低硝酸鹽條件下cbl7生長停滯取決于酸性pH。進一步的分析揭示，在氮饑餓條件下表達兩種高親和力硝酸鹽轉運蛋白基因NRT2.4和NRT2.5下調。與之相一致，在低硝酸鹽條件下Cbl7突變體植物比野生型植物保有較低的硝酸鹽。

　　這些研究結果揭示出了CBL7在擬南芥響應硝酸鹽匱乏中所起的作用。