从细胞壁到光合作用锰在植物中如何到达它需要去的地方

蛋白质BICAT3是植物中最重要的锰分配器之一。如果有缺陷，这可能对植物的生长产生破坏性影响;它的叶子明显变小，而且产生的种子比平时少。由马丁路德大学哈雷-维滕贝格分校(MLU)领导的一个团队最近发现了植物中锰的运输途径以及BICAT3在这一过程中发挥的作用。该结果可能为改善作物生长奠定基础。该研究发表在《植物生理学》杂志上。

锰是所有生物的一种重要营养物质。这种微量元素是酶的组成部分，酶是控制细胞内所有化学反应的蛋白质。在人类中，它在构建结缔组织、软骨和骨骼方面发挥着重要作用。"在植物中，构建细胞壁的酶需要锰来发挥作用。锰在光合作用中也起着关键作用，"MLU的植物研究员EdgarPeiter教授解释说。在这项研究中，他的团队调查了锰是如何供应给负责建造细胞壁的酶的。

研究人员在模式植物拟南芥上进行了广泛的实验。该小组能够表明，蛋白质BICAT3负责将锰运输到植物细胞中需要去的地方。

"基因就像蛋白质的蓝图。Peiter说："为了更仔细地研究BICAT3蛋白的作用，植物中的相应基因发生了突变，使植物不能再产生该蛋白。这对植物有明显的影响。

"这些植物无法弥补随后的锰的缺乏，并显示出各种生长缺陷。该研究的主要作者何杰博士说："他们的细胞壁没有像正常情况下那样形成，他们的叶子明显比那些有完整基因的植物小。花粉管的生长也被破坏了，这意味着这些植物的种子数量减少。

在进一步的步骤中，研究人员将BICAT3与一种荧光蛋白结合起来，因此他们可以在活体植物的细胞中精确地追踪该蛋白。"Peiter说："BICAT3存在于高尔基体的反式蓄水池中。简单地说，高尔基体就像一个带有运输部门的细胞壁工厂。细胞壁成分由单个糖分子在高尔基体中组装而成，然后被送往正确的地址。

来自哈雷的研究人员的研究目前还处于基础阶段。"Peiter总结说："我们现在可以解释锰如何进入负责细胞壁合成的酶的基本机制。在未来，这些结果也可能对作物育种有重要意义。在最初的、未发表的实验中，该团队能够在一种谷物物种中唤起并观察到类似的效果。