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2016.11.30 植生生态所发现甘薯耐瘠薄和铁吸收的新机制

11月18日,国际著名学术期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所张鹏研究组题为“H+-pyrophosphatase IbVP1 promotes efficient iron use in sweet potato [Ipomoea batatas (L.) Lam.]”的研究论文。文章揭示了甘薯能够在瘠薄土地生长和促进铁吸收的调控机理,为作物提高矿质营养利用和铁生物强化提供了新技术。 

甘薯是全球重要薯类作物,为全球至少8亿人口提供食品和工业原材料,我国是甘薯生产大国,年产近8000万吨,占全球的70%以上。甘薯耐瘠薄,可在贫瘠的山坡地种植,对铁缺素耐受性强,深入了解其调控机制对提高薯类产量和矿质营养具有重要意义。 

范维娟博士等研究发现,铁素缺乏条件下甘薯氢离子焦磷酸化酶IbVP1表达显著上调。IbVP1基因在六倍体甘薯基因组中只有一个拷贝,也受生长素诱导表达,可通过提高根际的酸化增强对铁的获取。进一步研究表明过表达IbVP1基因可显著提高该酶及质膜H+秒速赛车聊天室-ATPase的活性,导致根际酸化加强。正常有铁缺素的条件下IbVP1过表达甘薯植株长势变强,根系增加,并通过上调铁吸收相关基因的表达提高对铁的吸收,铁含量增加。同时,碳水化合物的代谢加强,上调AGPase及SUT1的表达和下调β-amylase基因的表达,转基因甘薯抗氧化能力提高,抗逆性增强,产量提高。 

该研究得到了国家自然科学基金委员会和科技部等项目的资助。





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