2021年11月17日，浙江大学作物科学研究所张国平教授团队在国际知名期刊Plant Physiology发表了题为“Vacuolar H+-pyrophosphatase HVP10 enhances salt tolerance via promoting Na+ translocation into root vacuole”的研究论文，揭示了大麦液泡膜质子泵正向调控耐盐的机理，并利用该耐盐基因创制耐盐水稻种质，为作物耐盐遗传改良提供了理论与技术支撑。
液泡膜上的质子泵参与Na+的区隔化，这是许多耐盐植物普遍采取的重要策略，也是当前植物科学耐盐机理研究的一个热点问题。在禾谷类作物中，大麦的耐盐性显著强于水稻和小麦等其它作物，张国平教授团队前期从大麦根中克隆到一个编码液泡H+-焦磷酸酶的基因（HVP10），系统发育树分析表明其编码的VP10是绿色植物中的一种保守蛋白。HVP10受盐胁迫诱导上调表达，大麦根部表达量显著高于地上部，且根的中柱韧皮部和木质部薄壁细胞表达较高。利用基因敲除（CRISPR/Cas9）和干涉（RNAi沉默）技术获得的该基因缺失突变体，根部质子（H+）外流和K+保留能力显著降低，向地上部转运的Na+显著增加，最终导致耐盐性减弱。此外，HVP10可与HvNHXs协同作用调节根系Na+的区隔化，即操纵离子平衡正向调控耐盐性。
（RNAi干涉和基因敲除HVP10基因降低了大麦耐盐性）
进一步研究发现，HVP10在水稻中异源表达提高幼苗和成株水稻的耐盐性，在盐胁迫条件下可增加单株穗数和结实率，从而减少产量损失，启示了这一基因在改良水稻耐盐上有重要的应用价值。
（异源表达HVP10基因提高水稻的耐盐性）
作物所傅良波博士后为论文第一作者，沈秋芳副研究员为通讯作者。该研究受国家自然科学基金、现代农业产业技术体系以及中国博士后科学基金等项目资助。
论文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiab538/6430121
（浙江大学作物科学研究所）