赵卫国团队在植物科学领域TOP期刊上发表高水平论文

    近日，我校生物技术学院2024级博士研究生李建宾作为第一作者在植物科学领域领军期刊《Plant, Cell & Environment》（中国科学院期刊分区表生物学1区Top，植物科学1区）发表高水平研究论文《Jasmonic Acid-Induced Vacuolar Cation/Proton Exchanger 3 (CAX3) Expression Drives Tolerance to Manganese Toxicity in Mulberry (Morus alba L.)》，生物技术学院/蚕业研究所赵卫国研究员和靳雪莹老师为论文通讯作者，江苏科技大学为第一署名单位。研究获得广西重点研发计划（AB23026066）、江苏省青年自然科学基金项目（BK20230662）、体系项目（CARS-17）、江苏省科技项目（BZ2025027）和镇江市科技项目（SS2024012）的资助。

    PCE（Plant, Cell & Environment）是植物科学领域的Top期刊，该期刊主要发表涵盖分子生物学、生物化学、细胞生理学和生理生态学等多个研究方向的高质量的基础科学研究，在国际植物科学界享有盛誉。

    锰（Mn）作为植物必需微量元素，对于光合作用和氮代谢途径均具有重要作用；而土壤中锰超标则会诱发植物的重金属离子胁迫。植物应对锰离子胁迫的分子调控机制的缺失制约着重金属生态修复技术的应用推广。

    本研究通过转录组测序、启动子元件分析、亚细胞定位以及酵母异源表达等实验筛选获得了关键基因液泡阳离子/质子交换器3（MaCAX3）。研究团队创新性地构建了金属有机框架（ZIF-8）负载茉莉酸甲酯（MeJA）的复合纳米材料（MeJA@ZIF-8），有效提高了外源植物激素的稳定性和释放效率，相较于单一施用MeJA，MeJA@ZIF-8在缓解桑树锰毒害方面表现出更为显著的效果。研究人员进一步通过病毒介导的基因沉默技术和拟南芥异源过表达体系进行功能验证，明确了其参与JA介导的桑树应对锰毒害的分子调控机制：MeJA通过上调MaCAX3的表达，促进Mn2+在液泡内区室化储存以降低Mn2+对植物细胞的离子毒害；同时，JA信号与MaCAX3协同激活了桑树体内的抗氧化防御系统，有效缓解了锰毒害引起的氧化损伤，并保护了光合系统。

    本研究兼具理论创新与应用价值，完善了植物响应重金属离子胁迫的分子调控机制，为锰污染土壤绿色修复、耐锰桑树新品种的培育提供了核心基因资源与新型纳米技术方案，对推动蚕桑产业绿色发展、耕地生态治理具有重要实践意义。

    论文链接：http://doi.org/10.1111/pce.70832