化控中心揭示赤霉素生物合成抑制剂甲哌鎓通过调控质膜 H+-ATPase增强棉花根系钾离子吸收

钾是植物生长发育的必须营养元素之一。棉花是喜钾作物，缺钾不仅会抑制棉花的生长发育，还会造成产量和品质的严重损失。前人研究表明，植物生长调节剂甲哌鎓（Mepiquat chloride，MC）作为一种赤霉素生物合成抑制剂，可以促进棉花对钾离子的吸收，但是潜在生理机制尚不清楚。

近日，田晓莉教授和李芳军副教授为通讯作者在Journal of Experimental Botany发表题为Gibberellin biosynthesis inhibitor mepiquat chloride enhances root K+ uptake in cotton by modulating plasma membrane H+-ATPase的研究论文，揭示了MC通过调节质膜 H+-ATPase增强棉花根系钾离子吸收的生理机制。该研究表明，MC浸种可增加棉花根尖钾离子流入、减少钾离子外排，从而增加钾离子吸收。进一步的研究发现MC处理可引起质膜超极化，并通过增强H+-ATPase 的基因表达（GhAHA2/5/11）、蛋白积累（GhAHAs总蛋白）以及 H+-ATPase 的磷酸化水平激活钾离子通道。同时，MC处理可减少根中缺钾引起的活性氧（H2O2）积累，从而抑制非选择性阳离子通道介导的钾离子外排。综上，该研究揭示了MC诱导棉花钾吸收的调控机制，有助于改善棉花钾营养效率。

我院博士研究生张睿和已毕业博士生王宁为该论文的共同第一作者，田晓莉教授和李芳军副教授为该论文的共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1093/jxb/erab302

Model for the mechanistic effects of soaking cotton seeds in mepiquat chloride (MC) on K+ fluxes in root epidermal cell