锰如何到达植物中需要去的地方

蛋白质 BICAT3 是植物中最重要的锰经销商之一。如果有缺陷，这会对植物的生长产生毁灭性的影响;它的叶子比平常长得小得多，而且产生的种子也少。由马丁路德大学哈雷-维滕贝格 (MLU) 领导的团队最近发现了植物中锰的运输途径以及 BICAT3 在该过程中所起的作用。结果可能为改善作物生长奠定基础。该研究发表在《植物生理学》杂志上。

锰是所有生物的重要营养素。微量元素是酶的组成部分，酶是控制细胞中所有化学反应的蛋白质。在人类中，它在构建结缔组织、软骨和骨骼方面起着至关重要的作用。“在植物中，构建细胞壁的酶需要锰才能发挥作用。锰在光合作用中也起着关键作用，”来自 MLU 的植物研究员 Edgar Peiter 教授解释说。在这项研究中，他的团队调查了锰是如何供应给负责构建细胞壁的酶的。

研究人员对模式植物拟南芥进行了广泛的实验.该团队能够证明蛋白质 BICAT3 负责将锰运输到植物细胞中需要去的地方。“基因就像蛋白质的蓝图。为了更仔细地研究BICAT3蛋白的作用，植物中的相应基因发生突变，使植物无法再产生这种蛋白质，”Peiter说。这对植物产生了明显的影响。“这些植物无法弥补随后的锰缺乏，并表现出各种生长缺陷。它们的细胞壁不像正常情况下那样形成，而且它们的叶子明显小于具有完整基因的植物，”Jie He 博士说，该研究的主要作者。花粉管的生长也被破坏，这意味着植物产生的种子更少。

进一步，研究人员将 BICAT3 与荧光蛋白结合，因此他们可以精确追踪活植物细胞中的蛋白质。“BICAT3 存在于高尔基体的跨池中，”Peiter 说。简单来说，高尔基体就像一个拥有运输部门的细胞壁工厂。细胞壁成分在其池中由单个糖分子组装而成，然后发送到正确的地址。

哈雷研究人员的研究目前处于基础阶段。“我们现在可以解释锰如何进入负责细胞壁合成的酶的潜在机制，”Peiter 总结道。将来，这些结果对作物育种也很重要。在最初未发表的实验中，该团队能够在谷物物种中引起并观察到类似的效果。

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