2019年11月12日上午，应我室邀请，来自日本冈山大学马建锋教授应邀做了题为“Ion homeostasis in plants”的报告。40余名师生参加了这次报告会。
动物可以通过逃避的方式来适应环境，而植物只能被动地在原位适应环境。为了更好地适应变化的土壤环境，植物进化出了各种调控机制：当土壤养分有效性低时，植物可以增强自身获取养分的能力；当土壤养分含量过高时，植物也可以抑制植物吸收过多养分。马建锋教授长期从事植物养分吸收和运输机制研究。在这次报告中，他主要介绍了水稻凯氏带 (Casparian strip)在调控各种矿质元素吸收中的作用机制。
凯氏带是内皮层紧贴细胞壁的组织，常有木栓化加厚并呈带状环绕细胞一周。凯氏带在拟南芥根系吸收养分中作用机制已有一些报道，但是水稻凯氏带在养分吸收中的分子机制仍不清楚。大多数植物只有一条凯氏带，但是水稻根在外皮层和内皮层分别形成一条凯氏带。水稻中共有5个凯氏带结构域蛋白OsCASP (1-5)。结果表明，在这5个蛋白中，OsCASP1表达量最高，且主要在根伸长区表达。敲除OsCASP1导致内皮层不能形成凯氏带，突变体水稻在土培和水培条件下的生长均受到显著抑制。元素分析表明，与野生型水稻相比，突变体植株在地上部Ca含量较高，而Ge、Mn、Zn、Fe含量低。在营养液高钙条件下，突变体生长受到更严重抑制。此外，内皮层凯氏带的缺陷也导致硅转运体Lsi1蛋白丰度在突变体内皮层细胞质膜上显著降低，导致水稻吸收硅的能力降低。上述结果表明，OsCASP1的缺失，导致突变体内皮层不能形成凯氏带，进而导致水稻根系对各种土壤矿质元素的吸收不平衡，进而打乱了水稻体内的离子稳态平衡，最终抑制了水稻生长。随后，马老师介绍了水稻吸收Si、Mn和B的分子调控机制，说明植物可以通过自身调控，实现对元素的均衡吸收。
报告后，老师和学生们踊跃提问，积极交流，马老师一一回答了大家的问题。老师和学生们收获都很大，对进一步开展自己的研究起到了启迪作用。
