Ditemukan bahwa protein motorik XI memainkan peran penting dalam penyerapan boron aktif tanaman

Boro, meskipun hanya diperlukan dalam jumlah minimal, sangat penting untuk pengembangan tanaman. Memperkuat dinding sel dan mendukung pertumbuhan akar dan tunas. Biasanya, boron, dalam bentuk asam borat, secara pasif diserap oleh akar tanaman dan diangkut ke seluruh tanaman melalui difusi. Namun, boron sering langka di tanah, terutama di daerah kering, yang membuat penyerapan pasif tidak mungkin. Untuk memerangi ini, tanaman telah berevolusi protein yang secara aktif mengangkut boron dari tanah ke tanaman.

Dalam Arabidopsis thaliana, protein Atnip5; 1, saluran asam borat yang membantu menyerap Boron di dalam akar tanaman—Ini sangat penting untuk penyerapan boron aktif. Namun, berfungsi dengan baik, atnip5; 1 Ini harus ditempatkan secara akurat di permukaan luar sel akar, memandu tanah, di mana boron dapat secara efektif menarik. Bagaimana tanaman mempertahankan posisi yang tepat ini tidak jelas.

Myosin XI adalah protein motorik spesifik tanaman yang bergerak sepanjang filamen aktin dan membantu dalam pengangkutan organel intraseluler. Ini juga memainkan peran sentral dalam transmisi sitoplasma, suatu proses yang mempertahankan sitoplasma dan berbagai bahan intraseluler yang mengalir melalui sel.

Studi sebelumnya telah menunjukkan itu Myosin XI sangat penting untuk memberikan beban protein dan membran ke tujuan yang tepat, terutama selama pertumbuhan dan perkembangan yang cepat. Mengingat perannya dalam lalu lintas intraseluler, dapatkah ia juga terlibat dalam Panduan Posisi ATNIP5; 1 dan, oleh karena itu, mengatur transportasi boron?

Sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Profesor Motoki Tominaga dari Universitas Waseda, Jepang, telah menemukan bahwa protein motorik Mico Xi memainkan peran penting dalam pengangkutan Boro di Arabidopsis thaliana. Studi yang diterbitkan di Fisiologi dan biokimia sayuran Dan online yang tersedia pada 17 April 2025, itu dilakukan bekerja sama dengan Haiyang Liu (mahasiswa) dan Riku Chishima (mahasiswa) dari University of Waseda, serta Dr. Keita Muro (peneliti) dan Profesor Junpei Takano dari Universitas Metropolitan Osaka.

“Temuan kami mengungkapkan bahwa Myosin XI bertindak sebagai sistem pengiriman, memastikan bahwa Kanal Atnip5 Boro; 1 tetap berada di lokasi yang benar di membran sel di mana ia dapat pergi ke Boro,” kata Tominaga. “Tanpa protein motorik ini, kemampuan tanaman untuk menyerap boron jatuh secara signifikan, yang mengarah pada pertumbuhan dan perkembangan yang buruk.”

Untuk memahami mekanismenya, tim menggunakan tanaman yang dimodifikasi secara genetik A. thaliana yang kekurangan dua atau lebih protein myosin xi. Sebelum modifikasi, ada 13 protein myosin xi di A. thaliana. Para peneliti memilih tiga protein XI myosin, xi-k, xi-2 dan xi-1, yang dikenal sebagai kekuatan pendorong utama untuk transmisi sitoplasma, dan menciptakan gugatan double (xi-k, xi-2) dan triple (xi-k, xi-1, xi-2) dari mereka.

Sementara tanaman mutan biasanya tumbuh di bawah boron yang cukup, mereka menunjukkan cacat pertumbuhan yang parah dalam kondisi yang buruk di boron pada tahap bibit. Dibandingkan dengan tanaman tipe liar, garis yang kurang dalam myosin xi memiliki daun yang lebih pendek dan lebih kecil dan secara dramatis menurunkan kadar boron di jaringan udara mereka. Cacat menjadi kurang jelas ketika konsentrasi boron meningkat, yang menunjukkan hubungan langsung antara fungsi myosin xi dan penyerapan boron di bawah tekanan.

Analisis mikroskopis mengungkapkan bahwa pada tanaman tipe liar, protein ATNIP5; 1 mempertahankan lokasi kutub yang berbeda, terkonsentrasi di membran luar (berorientasi tanah) dari sel -sel akar. Sebaliknya, mutan myosin xi ganda dan triple kehilangan polaritas ini, dengan atnip5; 1 disebarkan oleh permukaan sel atau keliru terletak sepenuhnya. Tim menyimpulkan bahwa boros ini adalah alasan utama mengapa kapasitas pabrik untuk menyerap boron lumpuh.

Para peneliti juga menemukan bahwa endositosis, proses seluler yang membantu mengocok protein ke dan dari Membran selItu secara signifikan terpengaruh pada mutan myosin xi. Menggunakan penanda pewarna fluoresen dan Mikroskop confocalMereka menunjukkan bahwa myosin xi diperlukan untuk lalu lintas endositik protein membran yang memadai di akar tanaman.

Menariknya, Atbor1, yang terletak di dalam sel dan mengangkut boron ke tengah akar, kurang terpengaruh oleh hilangnya myosin xi. Ini menunjukkan bahwa transporter boron yang berbeda didasarkan pada sistem lalu lintas yang berbeda dalam sel pabrik, dan ATNIP5; 1 terutama tergantung pada myosin xi untuk fungsinya.

Untuk lebih memvalidasi temuan mereka, para peneliti merawat tanaman tipe liar dengan inhibitor kimia yang menghalangi myosin xi atau interupsi sitoskeleton aktin di mana ia bergerak. Dalam kedua kasus, ATNIP5; Saya kehilangan lokasi kutubnya, mencerminkan hasil yang diamati pada mutan genetik.

Temuan ini mengungkapkan peran myosin XI yang sebelumnya tidak diketahui dalam akuisisi Boro dalam nutrisi rendah. Sementara penelitian ini berfokus pada A. thaliana, pabrik model, mungkin ada mekanisme serupa pada tanaman seperti beras, gandum dan jagung.

Penelitian di masa depan dapat mengeksplorasi apakah akan meningkatkan fungsi myosin xi atau menstabilkan ATNIP5; 1 lokasi dapat meningkatkan hasil panen di tanah yang buruk di Boros. Ketika pertanian global menghadapi degradasi tanah, ide -ide semacam itu dapat digunakan untuk mengembangkan tanaman yang lebih resisten.

“Tujuan jangka panjang adalah untuk mengambil keuntungan dari pengetahuan ini untuk menaikkan atau merancang tanaman yang dapat lebih mentolerir tanah nutrisi yang buruk,” tominaga menyimpulkan. “Memahami sistem transportasi molekuler dalam sel adalah langkah pertama menuju tujuan itu.”