PCE中科院植物所曲乐庆：NMT发现OsHIPP9突变抑制水稻吸Cu 为其在水稻根外皮层中螯合Cu参与Cu吸收提供证据
基本信息
主题：NMT发现OsHIPP9突变抑制水稻吸Cu 为其在水稻根外皮层中螯合Cu参与Cu吸收提供证据
期刊：Plant, Cell & Environment
影响因子：7.947
研究使用平台：NMT重金属胁迫创新平台
标题：Metallochaperone OsHIPP9 is involved in the retention of cadmium and copper in rice
作者：中国科学院植物研究所曲乐庆、熊硕
检测离子/分子指标
Cu2+
检测样品
水稻根（根尖、分生区、伸长区、成熟区、根毛区）
中文摘要
金属伴侣蛋白在植物金属离子稳态和解毒过程中发挥重要的作用，然而，水稻中只有部分金属伴侣蛋白功能被研究。在酵母中异源表达水稻重金属相关异戊二烯化植物蛋白9（OsHIPP9）改变了酵母对镉（Cd）和铜（Cu）的耐受能力。OsHIPP9主要在水稻根系外皮层和节中增大维管束（EVB）的木质部区域表达。OsHIPP9的功能缺失增加了上部节和穗部的镉含量，但是成熟叶片中的镉含量降低。此外，oshipp9突变体中铜的吸收和累积也降低。过量表达OsHIPP9增加了水稻地上部组织和糙米中镉和铜的累积。OsHIPP9能与镉和铜离子结合。这些结果表明，OsHIPP9在水稻中具有双重金属伴侣的功能，在节中增大维管束的木质部区域螯合镉参与镉的分配，还在根系外皮层区域螯合铜参与铜的吸收。
离子/分子流实验处理方法
5日龄水稻幼苗在缺铜的1/2木村B营养液中培养10天
离子/分子流实验结果
OsHIPP9主要在水稻根系外皮层表达表明其可能参与根系对铜的吸收，故采用非损伤微测技术（NMT）检测根系对Cu2+的吸收速率。结果表明水稻根系表现出Cu2+吸收的特性，并且根尖和伸长区的Cu2+吸收速率较高（图1a）。oshipp9突变体根系的Cu2+吸收速率较野生型相比明显降低（图1b、c）。
图1.OsHIPP9对水稻根系Cu2+吸收的影响。（a）野生型水稻根系不同区域Cu2+吸收能力比较。（b-c）野生型和oshipp9突变体根系伸长区Cu2+净吸收速率（b）和五分钟检测时间段内Cu2+平均吸收速率（c）。负值代表Cu2+吸收。
其他实验结果
- 异源表达OsHIPP9改变了酵母对镉和铜的耐受能力。
- OsHIPP9定位在细胞质中并主要在水稻根系外皮层和节中增大维管束的木质部区域表达。
- OsHIPP9的功能缺失增加了上部节和穗部的镉含量，但降低了成熟叶片中的镉含量。
- oshipp9突变体中铜的吸收和累积降低。
- 过量表达OsHIPP9增加了水稻地上部组织和糙米中镉和铜的累积。
- OsHIPP9能与镉和铜离子结合。
结论
OsHIPP9在水稻中具有双重金属伴侣的功能，在节中增大维管束的木质部区域螯合镉参与镉的分配，还在根系外皮层区域螯合铜参与铜的吸收。。
测试液
0.005 mM Cu(NO3)2, 0.1mM Ca(NO3)2, 0.1mM MgSO4, 0.1mM KNO3, 1.0mM NaNO3, 0.3 mM MES, pH 6.0
NMT仪器信息
文章原文：https://doi.org/10.1111/pce.14576
供稿：熊硕
编辑：叶斌，刘兆义
关键词：OsHIPP9；Cu2+；重金属胁迫；水稻；植物类