祁智、亢燕团队在植物钙生物学领域取得新进展

Ca是植物细胞维持结构稳定和感应细胞内外环境最重要的信号分子。Ca含量也是牧草重要饲用指标，直接关系到牧草生理和食用家畜的健康。过去五年祁智教授团队以模式植物拟南芥和野生牧草为材料，对Ca调节植物信号转导和植物吸收、分布Ca的分子机制进行了深入研究。最新研究发现，位于拟南芥叶细胞膜的CNGC2蛋白是介导钙离子吸收的核心组份。

利用电生理学设备膜片钳，研究小组证明CNGC2编码蛋白具有钙离子内向通道活性，受环核苷酸调节。在水培条件下，当溶液钙离子含量较高时，缺失CNGC2基因的拟南芥植物生长受抑制，过氧化物质在叶子中积累，进一步导致局部细胞死亡。

CNGC2基因主要在成熟叶子小叶脉周边的叶肉细胞内表达。利用激光共聚焦显微镜，结合特异性细胞外钙离子荧光染料，团队发现，钙离子在缺失CNGC2基因的拟南芥植物的叶细胞外大量积累，说明叶细胞吸收钙离子能力受阻。

本研究得到祁智教授主持的国家自然科学基金和李光鹏教授主持的内蒙古自治区草原生态畜牧业协同创新中心资助。研究使用的仪器设备为内蒙古大学“211”三期建设经费支持购买。相关研究成果发表在2017年2月出版的美国植物生理学报Plant Physiology。

Wang Y, Kang Y, Ma C, Miao R, Wu C, Long Y, Ge T, Wu Z, Hou X, Zhang J, Qi Z (2017) CNGC2 is a Ca²⁺ Influx Channel that Prevents Accumulation of Apoplastic Ca²⁺in the Leaf. Plant Physiology 173: 1342-1354