张春义课题组在拟南芥叶酸参与氮代谢的研究上取得进展

 

        近日,中国农业科学院生物技术研究所张春义课题组有关拟南芥叶酸参与氮代谢的研究结果被国际知名刊物《Plant Physiology》接受发表。该文章以张春义研究员为通讯作者,以姜凌副研究员为第一作者。该研究发现DFC基因可能通过影响光呼吸而参与拟南芥的低氮胁迫反应。这项研究成果在国际上首次报道叶酸影响氮代谢,使叶酸被发现作为电子供体和天线色素以及参与氧化胁迫反应和叶绿素合成之后又增添了一项新功能。

        人体对B族维生素叶酸摄入不足易造成心血管疾病、癌症、贫血和神经管发育缺陷等重大疾病的发生。当今植物代谢研究目标之一是,通过改善人类对包括叶酸在内的维生素的摄取来预防相关疾病的发生。另外,因叶酸具有参与DNA合成并作为一碳单位供体等功能,对植物的生长发育也非常重要。线粒体定位的叶酰谷氨酸聚合酶DFC基因突变使氮代谢发生紊乱,拟南芥突变体dfc的叶酸含量只有野生型的60%,对低硝酸根生长条件比野生型更为敏感,而且甘氨酸过量积累,含氮化合物(如可溶性蛋白和氨基酸等)水平较低,说明植物叶酸代谢缺陷会引起种子中含氮化合物积累水平发生异常。这些现象说明,完整的叶酸合成途径对于拟南芥的氮代谢具有重要作用,而光呼吸是叶酸-氮代谢的连接点。这项研究为进一步开展叶酸相关代谢模块的构建提供了新的研究思路。