小麦是全球重要的粮食作物，在其生长发育过程中经常遭受到各种逆境胁迫，从而导致减产。小麦属于甜土植物，耐盐能力不强，发掘和鉴定耐盐重要功能基因并应用于小麦耐盐遗传改良，对保障全球粮食安全具有重要意义。植物已经进化出各种适应机制来应对盐胁迫，其中一种机制是通过形成胞外屏障来限制离子进入细胞。聚酯作为一种重要的物理屏障，有助于降低植物组织表面渗透性，但是其在盐胁迫下的合成和沉积的调控机制仍不清楚。
近日，山东大学生命科学学院刘树伟课题组在JIPB发表了题为“TaGPAT6 enhances salt tolerance in wheat by synthesizing cutin and suberin monomers to form a diffusion barrier”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jipb.13808)。
该研究从耐盐小麦品种SR3中筛选鉴定出受盐胁迫诱导上调表达的甘油-3-磷酸酰基转移酶 (GPAT) 家族基因TaGPAT6，TaGPAT6具有sn-2酰基转移酶和磷酸酶活性，其在内质网中参与角质和木栓质的前体sn-2 LPA 和sn-2 MAG的生物合成，LPA和MAG单体转运到外质体并聚合形成角质和木栓质聚酯。在种皮和根表面的角质和木栓质作为外质体屏障，能够在盐胁迫下限制Na+流入细胞，减轻离子毒害，提高盐胁迫下种子萌发和幼苗的盐耐性。此外，受盐胁迫及ABA激活的TaABI5能够与TaGPAT6的启动子结合，上调TaGPAT6的表达，促进角质和木栓质的生物合成 (图1)。
图 1. TaGPAT6通过促进角质和木栓质的生物合成来提高小麦耐盐性
山东大学生命科学学院博士生王汶龙为论文第一作者，刘树伟教授为论文通讯作者。博士生迟孟涵、博士后刘树朋、已毕业硕士生张颖、博士生宋家旺参与了该论文的研究。山东大学夏光敏教授为本研究提供了重要指导。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省农业良种工程、山东省自然科学基金和微生物技术国家重点实验室校内联合项目等项目的资助。
文章引用：
Wang, W., Chi, M., Liu, S., Zhang, Y., Song, J., Xia, G., and Liu, S. (2024). TaGPAT6 enhances salt tolerance in wheat by synthesizing cutin and suberin monomers to form a diffusion barrier. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13808
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