近日,，生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院杜立群教授團(tuán)隊(duì)成員曾后清副教授與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)朱毅勇教授、日本名古屋大學(xué)Toshinori Kinoshita教授等合作,，受邀在Cell Press（細(xì)胞出版社）旗下期刊Trends in Plant Science發(fā)表了題為“Plasma membrane H+-ATPases in mineral nutrition and crop improvement”的綜述論文,，系統(tǒng)性闡述了細(xì)胞膜質(zhì)子泵在植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)中的功能與調(diào)控機(jī)制，并提出了質(zhì)子泵在改良作物養(yǎng)分利用中的潛在應(yīng)用,。

Trends in Plant Science是植物學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名綜述期刊,，五年影響因子達(dá)20.1,。

植物細(xì)胞質(zhì)膜H+-ATP酶（Plasma membrane H+-ATPase，以下簡(jiǎn)稱質(zhì)子泵）通過(guò)水解ATP將H+（也叫質(zhì)子）從細(xì)胞質(zhì)泵到細(xì)胞膜外,，使質(zhì)外體酸化,，并在細(xì)胞膜兩側(cè)形成H+濃度梯度，從而形成質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力,，同時(shí)建立了細(xì)胞膜電位,，為各種養(yǎng)分、糖,、代謝產(chǎn)物等物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸提供動(dòng)力,。質(zhì)子泵在根系細(xì)胞的伸長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分活化和吸收,、根系與菌根真菌共生的物質(zhì)交換過(guò)程中都具有重要的作用,。質(zhì)子泵在促進(jìn)植物生長(zhǎng)與提高作物增產(chǎn)中也具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值,。該論文系統(tǒng)綜述了質(zhì)子泵在植物根系生長(zhǎng),、有機(jī)酸分泌、氮,、磷,、鉀,、鐵等營(yíng)養(yǎng)的獲取與利用中的作用與調(diào)控機(jī)制，并提出了質(zhì)子泵調(diào)節(jié)改良作物養(yǎng)分利用效率的應(yīng)用前景與策略,。

質(zhì)子泵是一個(gè)一級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)鞍?，是植物體內(nèi)一個(gè)重要的“主宰酶”，具有其他轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白無(wú)法替代的作用,。其泵出的H+,，不僅能酸化質(zhì)外體空間，同時(shí)也建立并調(diào)控細(xì)胞膜電位,、提供質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力,。因此，質(zhì)子泵在各種養(yǎng)分的獲取過(guò)程中都發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。進(jìn)一步探索質(zhì)子泵在植物營(yíng)養(yǎng)中的作用機(jī)制,，有助于將來(lái)通過(guò)生物技術(shù)策略調(diào)節(jié)質(zhì)子泵活性，提高作物對(duì)土壤養(yǎng)分的獲取和利用效率,，以及應(yīng)對(duì)全球氣候變化帶來(lái)的對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,，對(duì)生態(tài)友好型農(nóng)業(yè)的發(fā)展也具有重要意義。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,，作物必須應(yīng)對(duì)土壤中可利用養(yǎng)分濃度的波動(dòng),，如單個(gè)養(yǎng)分的缺乏，以及多重養(yǎng)分的脅迫。通過(guò)對(duì)質(zhì)子泵基因進(jìn)行遺傳操控調(diào)節(jié)質(zhì)子泵活性是一種提高作物對(duì)多種養(yǎng)分吸收,，同時(shí)增強(qiáng)作物對(duì)養(yǎng)分缺乏適應(yīng)性的有效策略,。一種潛在的策略是利用組織特異性（如根系特異性或脅迫特異性）啟動(dòng)子來(lái)驅(qū)動(dòng)質(zhì)子泵基因的表達(dá)。在園藝植物或林木中將具有增強(qiáng)質(zhì)子泵活性的轉(zhuǎn)基因植物的砧木與非轉(zhuǎn)基因植物的接穗嫁接,，也是提高養(yǎng)分吸收效率和養(yǎng)分脅迫抗性的一種潛在策略,。調(diào)節(jié)質(zhì)子泵上游調(diào)控因子的表達(dá)也是調(diào)節(jié)質(zhì)子泵活性的一種潛在策略。此外,，通過(guò)引導(dǎo)編輯對(duì)質(zhì)子泵的某些氨基酸進(jìn)行改變以調(diào)節(jié)質(zhì)子泵的活性,，也可用于改良作物的養(yǎng)分吸收與利用效率。

曾后清副教授是該論文的第一作者與共同通訊作者,，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)朱毅勇教授,、名古屋大學(xué)Toshinori Kinoshita教授為共同通訊作者。杭州師范大學(xué)是論文的第一通訊單位,。該工作受到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、浙江省自然科學(xué)基金的支持。