版纳植物园揭示Mn毒害通过生长素途径抑制主根生长的机理

    Mn毒害抑制了主根生长和侧根发育，但其中的生理与分子机理尚不完全清楚。中国科学院西双版纳热带植物园园艺植物育种研究组联合培养研究生赵晶晶在其导师、研究员徐进的指导下，以拟南芥为材料，采用植物生理学、药理学、遗传学和分子生物学等研究手段，对Mn毒害调控植物根系发育的生理与分子机制进行了研究。结果表明，Mn毒害通过减少分生区细胞分裂势，降低了主根生长。Mn毒害还抑制了生长素合成相关基因的表达、降低了PIN4和PIN7蛋白在根尖的水平，从而降低了根尖生长素的含量，因而抑制了主根的生长。Mn毒害还可以通过调节ROS的水平，引起根系的氧化伤害。进一步的研究还发现，Mn毒害可以通过调节几个miRNA的表达，影响植物对P和S等营养元素的吸收和同化过程。

　　该研究的部分结果以Manganese Toxicity Inhibited Root Growth by Disrupting Auxin Biosynthesis and Transport in Arabidopsis 为题，发表在《植物科学前沿》（Frontiers in Plant Science）上。该研究得到了国家自然科学基金 (31272239)、国家重点研发计划 (2016YFC0501901)和云南省中青年学术带头人后备人才(2014HB043)等项目的资助。

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　　Mn毒害通过生长素途径抑制主根生长。（A：CYCB1;1-GUS染色；B：DII-VENUS荧光；C：PIN4-GFP荧光；D：PIN7-GFP荧光）