农学院在作物养分高效利用与逆境响应机制领域研究取得新进展-郑州大学农学院

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农学院在作物养分高效利用与逆境响应机制领域研究取得新进展

时间：2020-11-25 浏览量：

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近期，由郑州大学农学院黄进勇教授领衔的植物遗传资源研究与利用团队在油菜养分高效利用与逆境响应机制方面取得系列研究进展。相关成果以系列研究论文的形式相继发表在Journal of Experimental Botany、BMC Plant Biology以及International Journal of Molecular Sciences等SCI杂志上，黄进勇教授、岳彩鹏副教授、华营鹏博士分别作为通讯作者参与上述论文发表。

油菜是我国第一大国产植物类食用油来源。然而，各类土壤养分逆境（必需养分缺乏、重金属污染、盐碱胁迫等）严重限制了油菜产量的提高和品质的改良。在我国的重金属土壤污染中，镉(Cd)污染是危害性最大的。油菜具有较大的植株生物量，同时具有较强的镉吸收和耐受能力，是实现植物修复土壤镉污染的重要潜力作物。植物遗传资源研究与利用团队通过筛选油菜自然群体中的镉耐受和镉敏感基因型，利用离子组、基因组、转录组以及代谢组等手段鉴定出以ABC转运蛋白和果胶甲基酯化酶PME为代表的核心基因资源在镉的液泡区室化和细胞壁阻隔发挥重要作用。该项研究成果以A multiomics approach reveals the pivotal role of subcellular reallocation in determining rapeseed resistance to cadmium toxicity为题发表在中科院Top期刊Journal of Experimental Botany杂志上。

中国华北和西北等油菜种植区盐碱土分布范围广、面积大，培育耐盐碱油菜品种是高效利用我国盐碱土壤的重要途径，同时也可生产大量冬季青贮牲畜饲料。植物遗传资源研究与利用团队通过系统分析盐胁迫下油菜的形态、生理和转录响应，发掘出在油菜Na⁺的液泡区室化分隔和长途转运过程中发挥重要作用的NHX、HKT等核心成员基因，为油菜盐胁迫抗性的遗传改良提供了优异的基因资源。相关研究成果分别发表在BMC Plant Biology和International Journal of Molecular Sciences等SCI杂志上。

我国是世界上最大的化肥生产国和消费国。过量施用氮肥等化学肥料不仅产生巨大的生产成本，也造成了严重的环境污染。植物遗传资源研究与利用团队通过筛选低氮敏感突变体揭示了E3泛素连接酶NLA介导的低氮适应性机制，并结合全基因组miRNA差异表达谱和DNA甲基化指纹图谱揭示了适度的低氮环境可以提高油菜等作物的氮素利用效率的表观调控机制，并鉴定出氮素高效再分配核心调控基因AAP1为代表的氨基酸通透酶，为油菜氮素利用效率的遗传改良提供了优异的基因资源。相关研究成果分别发表在BMC Plant Biology和International Journal of Molecular Sciences等SCI杂志上。同时，“油菜氮素高效利用的生物学机制”研究获得2020年度省自然科学奖二等奖，华营鹏博士为第三完成人，郑州大学为第二完成单位。