根是植物与土壤环境进行物质和信息交换的重要组织，其生长发育状况容易受到所处环境物质组分及其含量的影响。其中，盐碱化土壤中过量钠离子降低植物根系对矿质营养和水分的吸收，危害植物的生长发育。因此，土壤盐碱化是危害农作物产量和品质的主要非生物胁迫。在高盐胁迫下，进入根部的大部分钠离子被卸载到木质部，通过蒸腾作用形成的吸力到达地上部组织。如果钠离子在地上部组织过度积累，会危害这些组织的功能，特别是叶绿体的光合作用。因此，为了降低高盐对地上部组织的危害，植物进化出多种途径，包括回流木质部中的钠离子到根部，实现钠离子在根部和地上部的优化分配。由于高盐亦会对根部产生毒害，植物需具备平衡木质部中的钠离子回流根部的机理。

JIPB近日在线发表了南京大学生命科学学院兰文智教授课题组题为“TheArabidopsis phosphatase PP2C49 negatively regulates salt tolerance through inhibition of AtHKT1;1”的研究论文。该研究以模式植物拟南芥为研究材料，发现蛋白磷酸酶G家族成员PP2C49参与调控盐胁迫下钠离子在根部和地上部的分配，并揭示PP2C49通过直接抑制钠离子转运蛋白AtHKT1;1的活性，降低钠离子在根部中的积累。

PP2C49抑制AtHKT1;1以降低木质部中的钠离子向根部回流

PP2C类是拟南芥体中种类最多的蛋白磷酸酶，大部分成员的生理功能并不清楚。该研究注意到G家族成员PP2C49基因的表达量与多种环境刺激相关，首先利用T-DNA插入拟南芥突变体，分析PP2C49与植物高盐响应的相关性，发现PP2C49的缺失或过表达分别增强和降低植物的耐盐性，表明PP2C49在植物盐胁迫响应过程中起负调控作用。PP2C49为胞质和细胞核定位蛋白，高度表达在根部维管组织。离子含量测定和嫁接实验表明pp2c49突变体减少地上部和木质部汁液中的钠离子含量。有意思的是，该突变体的耐盐表型和体内钠离子分布情况与athkt1;1突变体的恰恰相反。AtHKT1;1主要表达在木质部周围的薄壁细胞，介导根部木质部中的钠离子卸载运回根部的过程。因此，该研究进而探讨AtHKT1;1与PP2C49在植物高盐响应中的可能关系。首先通过构建双突变体和过表达植株，发现AtHKT1;1是PP2C49介导高盐响应的下游组分；然后利用蛋白-蛋白互作分析（酵母双杂、BiFC以及LUC实验），证明PP2C49与AtHKT1;1具有物理互作。卵母细胞电生理实验进一步发现PP2C49可抑制AtHKT1;1对钠离子的转运活性。根据这些结果，该研究发现了高盐胁迫下植物实现钠离子在根部和地上部之间优化分配的一个新机理，即PP2C49通过抑制AtHKT1;1活性，将木质部钠离子的回流控制在合理水平，防止根中过度积累钠离子而对根造成伤害。

该研究由南京大学兰文智课题组完成，南京大学生命科学学院博士研究生储谟立为该论文的第一作者，兰文智教授为通讯作者。该研究得到了高等教育博士点基金的资助，南京农业大学赵方杰教授、兰州大学王锁明教授和南京大学卢山教授的技术和材料支持。

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