近日，我院生态学博士研究生周思婕以第一作者身份，糖心vlog为第一作者单位，在农林科学、林学领域Top期刊“Tree Physiology (IF=4.196)”在线发表了题为“Modification of plasma membrane H+-ATPase in Masson pine (Pinus massoniana Lamb.) seedling roots adapting to acid deposition”的研究论文(https://doi.org/10.1093/treephys/tpac015)，通讯作者为王平教授。本研究得到了国家自然科学基金项目(No. 30771696和31270680)和江苏省高校优势学科建设项目(PAPD)的支持。
酸沉降是十大全球性环境问题之一，以直接和间接的方式影响植物光合作用、生理代谢、养分吸收和生长发育等。马尾松是我国主要的造林针叶树种，分布广泛，环境适应性强。课题组前期研究表明马尾松对pH 4.5 - pH 5.6的酸雨具有一定耐受性，这与其根系质膜特性密切相关。
质膜H+-ATPase是一种广泛存在于植物质膜上的主要功能蛋白，通过介导ATP水解和向胞外泵送质子产生膜电位和电化学H+梯度，从而激活多种离子通道蛋白和次级活性载体，以完成一系列小分子跨膜转运。质膜H+-ATPase通过调节自身活性参与植物生理过程，在植物响应各种环境胁迫中起主要作用。然而，关于质膜H+-ATPase在木本植物马尾松适应酸胁迫的生理过程中的调控作用以及此过程涉及的酶活性调节机制的了解并不充分。该论文主要研究了马尾松幼苗响应模拟酸雨(pH 5.6和pH 4.6)时，生物量、植物形态参数、根细胞内H+含量、根系质膜H+-ATPase活性(包括ATP水解活性和H+转运活性)以及H+-ATPase基因表达的变化，且进一步探讨了马尾松对酸胁迫的潜在适应机制。研究表明，模拟酸雨诱导马尾松根系H+-ATPase基因在转录水平表达上调，继而刺激质膜质子泵活性升高，促进H+外排，从而使马尾松幼苗适应酸胁迫(pH 5.6和pH 4.6)。马尾松对酸胁迫具有一定适应性的主要贡献在于其根系质膜H+-ATPase通过活性调节跨膜泵送过量H+，而模拟酸雨介导的胞内酸化、膜去极化或活性氧过量产生都有可能诱导马尾松H+-ATPase基因的表达，从而增强质膜质子泵的活性。此外，马尾松响应酸胁迫的生理适应机制还包括代谢系统、呼吸系统、抗氧化机制、遗传反应机制等，且模拟酸雨诱导松树根系分泌的有机酸还参与了马尾松对由酸胁迫引起的铝毒性的耐受调节过程。
质膜H+-ATPase在马尾松响应酸胁迫生理过程中的调控作用和马尾松对酸胁迫的适应机制
