【题 目】：凤尾蕨耐受及高富集砷元素的分子机制初探

【报告人】：蔡超, PhD

(美国普渡大学)

【报告摘要】：砷是一种自然产生切分布广泛的有毒类金属元素。对被砷污染的食物和水的摄入威胁着世界上数百万人的健康。凤尾蕨是一种可以耐受并且高富集极高浓度砷元素的蕨类植物。目前认为凤尾蕨耐受及积累砷的方式与被子植物不同，但是其分子机制依然不明确。由于蕨类植物的单倍体世代（配子体）在形态上十分简单，容易培养，并且同样可以耐受及富集砷元素，本研究主要以凤尾蕨配子体作为模式系统研究。通过应用RNAseq的差异基因表达分析以及利用RNAi对基因表达量的敲减，我们发现了三个基因（PvGAPC1，PvOCT4和PvGSTF1）对于凤尾蕨的砷耐受功能是必要的。这些基因所表达的蛋白质的亚细胞定位以及酶反应动力学的生物化学分析显示，这三个基因所表达的蛋白质在细胞内呈点状分布，并且可能参与到砷元素从细胞质转移到液泡中，并在液泡中被隔离的过程。对凤尾蕨孢子体的差异表达分析发现在砷处理过的凤尾蕨的叶或根中，有3292个差异表达基因。对这些基因的基因本体分析显示低磷胁迫和转运蛋白基因的基因簇可能参与到砷从凤尾蕨孢子体根到叶的长距离转运。利用凤尾蕨配子体及孢子体RNAseq高通量测序的结果，我们组装了一个高质量的凤尾蕨转录组。我们发现，一些关于木质素合成或者保卫细胞发育的关键基因只在孢子体世代表达。这项发现可能可以为蕨类植物配子体缺乏木质化细胞及保卫细胞提供解释。另外，我们发现了新的磷酸盐转运蛋白基因，说明本研究组装的转录组可以为凤尾蕨砷耐受和富集的分子生物学研究提供一个很好的资源。

【时 间】：2018年 5月31日（周四）下午 3:30-4:30

【地 点】：生地楼1楼机房

【主持人】：李杰婕 教授