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铜（Cu）是生物体生长和发育所必需的微量元素,但过量的Cu也会对生物体造成毒害。控制作物中Cu离子的平衡,对提高作物产量和营养品质,以及人体健康都是十分重要的。铜伴侣蛋白ATX1（Antioxidant Protein1）是维持细胞内Cu离子平衡的一类重要蛋白。在本研究中,我们鉴定了一个水稻铜伴侣蛋白OsATX1,功能研究表明OsATX1影响了水稻中Cu离子的转运和分配。RT-qPCR结果表明,OsATX1受高浓度Cu和镉（Cd）的诱导表达,但不受高浓度铁（Fe）、锰（Mn）或锌（Zn）的影响。通过对携带OsATX1Pro:GUS/GFP（OsATX1启动子融合GUS（β-葡萄糖苷酸酶）和GFP（绿色荧光蛋白））的转基因水稻的分析,我们发现OsATX1主要在根部的外皮层和木质部细胞以及叶片维管组织中表达。水稻原生质体和烟草叶片表皮细胞的瞬时表达实验结果表明,OsATX1-GFP定位于细胞质,细胞核和细胞质膜,也可能依附于细胞内膜系统。OsATX1功能缺失会导致水稻根中Cu浓度增加,并降低了Cu由根向地上部的转移;超量表达OsATX1降低了根中的Cu浓度,但增加了植株地上部和木质部伤流液中Cu的积累,并促进了Cu由根向地上部的转移。在缺Cu条件下,OsATX1超量表达植株与野生型相比没有表现出明显的表型差异;但是超量表达OsATX1显著降低了水稻对高浓度Cu的耐受性。在生殖生长阶段,与野生型相比,OsATX1超量表达植株在新发育组织中的Cu浓度显著增加,包括穗,上部节点和节间,幼叶和叶鞘;而osatx1突变体植株在这些组织中的Cu浓度显著降低。另外,osatx1突变体植株在老叶中积累了较高的Cu浓度。OsATX1包含一个保守的MXCXXC铜离子结合结构域,能够与Cu+离子结合,形成同源二聚体。酵母双杂交和双分子荧光互补（BiFC）实验结果表明,OsATX1能够与水稻重金属P1B型ATP酶OsHMA4,OsHMA5,OsHMA6和OsHMA9互作。这些结果表明,OsATX1可能负责将Cu离子传递给水稻重金属P1B型ATP酶进行Cu离子的转运和分配,从而维持水稻不同组织间的Cu离子平衡。超量表达OsATX1增加了地上部和木质部伤流液中的Cd积累,而osatx1突变体植株增加了根中的Cd浓度。在生殖生长阶段,超量表达OsATX1增加了地上部各个组织器官的Cd积累,表明OsATX1也可能参与水稻中Cd离子的转运。另外,在酵母（酿酒酵母）镉敏感突变体Δycf1中,异源表达OsATX1能够降低酵母细胞中Cu和Cd的浓度,从而提高了酵母对Cu和Cd的耐受性。综上所述,我们的研究结果表明,OsATX1促进了Cu由根向地上部的转运以及从老叶到新发育组织的再分配。