铝毒是仅次在干旱的第二年夜非生物勒迫，全世界约50%的潜于耕地受泥土酸化影响。酸性泥土中的铝离子（Al3?）会粉碎植物根系发育、堆集活性氧（ROS），严峻制约农作物产量。白三叶作为优质牧草及边际地盘改进焦点草种，具有优良的耐酸铝特征，但其抗铝毒的份子机制持久未被阐明。
3月28日，四川农业年夜学草业科技学院传授彭燕课题组于PlantPhysiology于线发表研究论文，展现了白三叶中TrSCL6-TrAGL80-TrGAPC2调控模块介导抗铝毒的份子机制，为培育耐酸铝作物提供了要害遗传靶点。
植物应答铝毒重要依靠外部排斥及内部耐受机制，此中根系排泄有机酸（如苹果酸）螯合铝离子是焦点计谋。此前研究多聚焦在农作物，牧草作物的抗铝份子机制研究相对于匮乏。该研究经由过程转录组阐发发明，铝勒迫下白三叶差异表达基因显著富集在“有机酸代谢”及“氧化还有原调控”通路，进一步经由过程加权基因共表达收集阐发（WGCNA）锁定了要害MADS-box转录因子TrAGL80。
白三叶根系于铝勒迫下的RNA-seq与WGCNA阐发。图源：四川农业年夜学 深切研究注解，TrAGL80是抗铝毒调控收集的焦点枢纽基因，特异性相应铝勒迫，且于耐铝品种中的表达程度显著高在铝敏感品种。亚细胞定位在细胞核在细胞质，可直接联合苹果酸转运卵白基因TrALMT1的启动子，促成根系排泄苹果酸，进而加强白三叶耐铝性。此外，TrAGL80与胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶TrGAPC2彼此作用，加强抗氧化能力，削减ROS堆集，增长根中苹果酸的合成，协同调控白三叶耐铝性。
同时，研究还有发明GRAS家族成员TrSCL6作为负向调控因子，经由过程联合TrAGL80启动子上的GT-box基序按捺其表达，进而削弱白三叶的抗铝能力。
综上所述，TrSCL6-TrAGL80-TrGAPC2模块经由过程协同调控有机酸排泄及ROS断根加强白三叶应答铝毒勒迫的份子机制。这一发明不仅弥补了牧草作物抗铝毒份子机制的研究空缺，更为经由过程份子育种改进作物耐酸铝特征提供了主要理论支撑，有望鞭策酸性泥土的农业可连续使用。
本研究获得四川国际互助项目及四川立异团队规划的资助。
相干论文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag169
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