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。版纳植物园科研人员以拟南芥为材料,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,影响了植物对P和S等营养元素的吸收和同化过程。
本研究的部分结果以Manganese Toxicity Inhibited Root Growth by Disrupting Auxin Biosynthesis and Transport in Arabidopsis为题,发表在Frontiers in Plant Science上。
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