植物修復(fù)技術(shù)是應(yīng)對(duì)土壤砷污染的解決方案之一，也是實(shí)現(xiàn)土壤持續(xù)安全利用的綠色環(huán)保技術(shù)。蜈蚣草是土壤砷污染植物修復(fù)研究的模式物種，其對(duì)砷超積累的分子機(jī)制是近年來環(huán)境植物分子生物學(xué)的重要研究領(lǐng)域。高效的砷長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)效率是蜈蚣草超積累砷的重要特征，其中木質(zhì)部裝載是蜈蚣草高效砷轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但該過程的分子機(jī)制尚不清楚。 

　　近期，中國科學(xué)院植物研究所何振艷團(tuán)隊(duì)基于蜈蚣草全長(zhǎng)cDNA酵母表達(dá)文庫和配子體RNAi沉默體系，鑒定到一個(gè)具有三價(jià)砷外排功能的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PvAsE1。PvAsE1是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有三價(jià)砷外排功能的SLC13-like蛋白。PvAsE1基因的沉默可降低蜈蚣草孢子體地上部分和木質(zhì)汁液中三價(jià)砷的含量，進(jìn)而導(dǎo)致三價(jià)砷的長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)效率顯著下降。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PvAsE1主要在蜈蚣草根部木質(zhì)部周圍薄壁細(xì)胞的質(zhì)膜表達(dá)，通過介導(dǎo)三價(jià)砷的木質(zhì)部裝載參與砷的長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)過程。PvAsE1約在白堊紀(jì)－古近紀(jì)邊界時(shí)期進(jìn)化出現(xiàn)，可能是該時(shí)期富砷環(huán)境壓力的適應(yīng)性產(chǎn)物。 

　　該研究揭示了蜈蚣草高效長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)砷的分子機(jī)制，探究了蜈蚣草具有砷超富集特性的演化機(jī)制，為構(gòu)建砷污染修復(fù)工程植物提供了核心分子元件。 

　　相關(guān)成果發(fā)表在New Phytologist上。研究得到國家自然科學(xué)基金委、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和中科院大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃的資助。 

　　論文鏈接

　　PvAsE1的組織表達(dá)和亞細(xì)胞定位