液泡膜上鈣氫離子交換蛋白對於磷酸鹽恆定之系統性的調控

鈣離子及鈣離子相關性蛋白在植物對抗非生物性逆境反應上扮演重要的角色。阿拉伯芥的鈣氫離子交換蛋白（Ca2+/H+exchanger）－CAX1及CAX3，位於植物細胞內的液泡膜上，負責將細胞質中過量的游離鈣離子運送到液泡內儲存。先前的研究發現，在同時失去CAX1及CAX3功能的阿拉伯芥突變株（cax1/cax3）中，其地上部的許多離子含量會產生巨大變化，包括磷酸鹽的增加。本研究團隊更進一步證明，此突變株累積大量磷酸鹽的原因來自於根部對於磷酸鹽的快速吸收，且其調控機制有別於微型核醣核酸399藉由PHO2所主導的調控路徑。除此之外，基因表達圖譜分析結果顯示，在不缺磷的生長條件下，受到缺磷反應所調控的一部份基因群在突變株的葉部已被誘發表現，包括磷酸鹽運輸蛋白PHT1;4以及具有SPX-domain的信息傳導蛋白SPX1、SPX3，顯示CAX1及CAX3的鈣氫離子交換功能參與抑制部份的植物缺磷反應。雖然許多磷酸鹽運輸蛋白的基因表現及蛋白質表現並沒有在突變株的根部增加，植苗交互嫁接的結果證明，根砧大量吸收磷酸鹽的能力決定於cax1/cax3基因型的接穗。因此，我們認為植物失去地上部的CAX1及CAX3功能會造成鈣離子在細胞內的分布失衡，繼而產生由地上部至根部的缺磷傳導信息，導致根部磷酸鹽運輸系統活化。綜合以上結果，我們進一部推論，後修譯調控磷酸鹽運輸蛋白可能是參與cax1/cax3突變株根部磷酸鹽運輸系統活化的機制之一。