近日，章文华实验室在水稻钾转运蛋白活性调控及其在耐盐性中的作用研究中取得新进展。该项研究成果于2021年12月8日在PNAS在线发表（DOI number 10.1073/pnas.2114347118）。生科院和作物遗传与种质创新国家重点实验室博士生宋腾钊为第一作者，章文华教授、李文钰博士为通讯作者，博士生施一渊等参与此工作。另外，井文、沈立轲、林峰副教授也参与了该研究。研究工作受国家自然科学基金委项目、中央高校基本业务费等资助。
钾是动植物细胞生命活动中的必需元素。植物在盐渍土壤里生长，维持细胞内K+稳态十分重要。但是，盐胁迫下植物K+吸收和调控机制仍知之甚少。
为了揭示水稻在盐胁迫下维持细胞内K+稳态和K+/Na+的调控机制，生科院章文华实验室在前期工作中鉴定了K+转运蛋白的编码基因OsHAK21调控水稻耐盐性（Shen等， 2015）。在此基础上，他们筛选到OsHAK21互作蛋白，细胞色素b5（OsCYB5-2），它定位在内质网膜。通过在酵母和植物（拟南芥和水稻）中转基因证明OsCYB5-2通过OsHAK21加强对细胞内K+稳态和耐盐性的调控作用。
他们的研究还发现，高盐诱导OsHAK21-OsCYB5-2互作增强。OsCYB5-2结合OsHAK21不仅增强了OsHAK21对K+的亲和力，也减轻了高盐环境中Na+对OsHAK21转运活性的抑制，稳定盐胁迫下OsHAK21介导的K+吸收，限制Na+进入细胞；从而维持了水稻细胞内K+/Na+平衡。OsCYB5-2的调节功能依赖其自身结合heme（血红素）。该论文揭示了植物HAK蛋白翻译后调控的新机制，阐明了细胞器之间互作，特别是通过其上的OsHAK21和OsCYB5-2蛋白之间互作在水稻耐盐中的重要作用，为水稻耐盐的遗传改良工程提供了分子基础。
图：OsHAK21-OsCYB5-2互作调控水稻耐盐性的模式图
