南京大学栾升教授权威期刊连发新研究成果

　　

生物通报道  现任职于加州大学伯克利分校及南京大学的栾升（Sheng Luan）教授，主要研究方向是利用拟南芥和水稻作为模式材料探讨逆境条件下植物如何进行生长发育的分子机制，侧重于挖掘植物对光、干旱、高盐、营养缺乏等非生物胁迫的防御反应中的关键基因，阐明基因的作用机理及其功能，并力图建立植物应答胁迫的信号传导途径。在Nature、Nature Cell Biology、Nature Genetics、PNAS、Plant Cell期刊以通讯作者身份发表研究性文章40多篇。

近日栾升教授课题组在拟南芥研究中接连取得突破性成果，两篇研究论文分别发布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）及《生物化学与生物物理研究通讯》（Biochemical and Biophysical Research Communications）杂志上（延伸阅读：南京大学栾升教授发表PNAS新文章）。

A vacuolar phosphate transporter essential for phosphate homeostasis in Arabidopsis. 10.1073/pnas.1514598112 PNAS November 9, 2015

在这篇文章中，栾升教授与南京大学的兰文智(Wenzhi Lan)教授及赵福庚(Fu-Geng Zhao)副教授合作，揭示出一种液泡磷转运蛋白对于拟南芥磷平衡至关重要。

磷酸盐是植物生长必需的营养素，无机磷酸盐(Pi)主要储存在植物细胞的液泡中，使得植物能够适应土壤中变化的Pi供应。当前尚不清楚介导Pi储存在液泡中的转运蛋白。

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研究人员在这项新研究中确定了拟南芥中，将Pi运送到液泡内的一种SPX结构域蛋白——VPT1的功能特征。vpt1突变体植物矮化，相比于野生型植物保存的Pi较少，尤其是种植在含有高水平Pi的培养基中时。在幼苗中，正常条件下VPT1主要表达于幼嫩组织中，在老组织中则受到高Pi条件的强力诱导，表明在幼嫩组织中VPT1对Pi储存发挥作用，而在老组织中则负责除去高Pi。因此，破坏VPT1可导致植物对低Pi和高Pi条件过度敏感，降低了植物对Pi供应改变的适应性。

对分离的液泡进行膜片钳分析，显示相比野生型植物，vpt1突变体中Pi流入电流显著减少。当在烟草叶肉细胞中异位表达时，VPT1介导了Pi、SO42−、NO3−、Cl−等阴离子流入液泡，苹果酸盐及Pi是优先选择的阴离子。VPT1介导Pi电流振幅取决于细胞溶质磷酸盐浓度。单通道分析证实，VPT1的开放概率随跨液泡膜电位增加而增加。

由此，研究人员提出VPT1转运蛋白在拟南芥中负责了液泡Pi储存，对于Pi适应至关重要。

The Calcium Sensor CBL7 Modulates Plant Responses to Low Nitrate in Arabidopsis.Biochem Biophys Res Commun. 2015 Nov 5. pii: S0006-291X(15)30861-5. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.10.164

在这篇文章中，栾升教授与兰州大学的王锁民（Suo-Min Wang）教授合作证实，在拟南芥中钙传感器CBL7调节了植物对低硝酸盐的反应。

钙离子(Ca2+)在许多适应及发育过程中充当关键信使。在植物中，CBL家族是一组独特的解译钙信号的钙感受器。当前在模式生物拟南芥中已确定了几个CBL成员的功能特征，但对于CBL7的作用仍不清楚。

研究人员报告称发现，CBL7参与调控了拟南芥中的低硝酸盐反应。相比野生型植物，在缺乏硝酸盐的条件下Cbl7突变体植物根生长更加受到抑制。有趣的是，在低硝酸盐条件下cbl7生长停滞取决于酸性pH。进一步的分析揭示，在氮饥饿条件下表达两种高亲和力硝酸盐转运蛋白基因NRT2.4和NRT2.5下调。与之相一致，在低硝酸盐条件下Cbl7突变体植物比野生型植物保有较低的硝酸盐。

这些研究结果揭示出了CBL7在拟南芥响应硝酸盐匮乏中所起的作用。

（生物通：何嫱）

作者简介：

栾升　

1991年：获哈佛大学博士学位工作经历：
2004年：加州大学柏克利分校教授
2007年：南京大学“****讲座教授”
2011年：中组部“****”

主要研究兴趣：
利用拟南芥和水稻作为模式材料探讨逆境条件下植物如何进行生长发育的分子机制，侧重于挖掘植物对光、干旱、高盐、营养缺乏等非生物胁迫的防御反应中的关键基因，阐明基因的作用机理及其功能，并力图建立植物应答胁迫的信号传导途径。

主要研究内容：
1. 光合系统组装的分子机制及其应用：叶绿体的功能性小分子蛋白对植物光合系统组装的分子修饰、光合效率的调节，及其在农作物生产和生物能源中的应用。
2. 植物发育分子生物学：根、花粉管发育的分子机理。
3. 植物抗逆分子生物学。
4. 分子信号传导机制：植物激素、钙信号介导的信号传导过程。

在植物分子生物学，尤其是信号转导、膜运输和光合作用的研究水平处于国际领先地位。在Nature、Nature Cell Biology、Nature Genetics、PNAS、Plant Cell期刊以通讯作者身份发表40多篇研究性文章。多篇文章在发表时，期刊刊发对该文的评论(Commentary)。另被特邀在Curr.Opin.Plant Biol.、Trends Plant Sci.、Annu. Rev. Plant Biol.、Plant Cell等杂志撰写相关主题的综述，并在美国植物生物学家学会年会、国际植物分子生物学等国际学术会议作主题报告。

获奖情况：
美国植物生物学家学会的“Charles Albert Shull”奖
德国Alexander von Humboldt基金会“Senior Research”奖