木薯（Manihot esculenta Crantz）是典型的热带块根类作物，不仅可以在边际土地上种植，而且可以通过仅保留茎稍叶片来耐受连续4~6个月的旱季；当雨季来临，植株可快速恢复生长。这种特有的热带植物耐旱、耐贫瘠的机制尚未揭示。

近日我中心马秋香等在JIPB在线发表的“The aquaporin MePIP2;7 improves MeMGT9-mediated Mg²⁺ acquisition in cassava”的研究论文给出了答案。该研究发现木薯水孔蛋白MePIP2;7能够与镁离子转运蛋白MeMGT9在质膜上直接互作，协同木薯维管束细胞水分和镁离子的协同跨膜转运，从而提高木薯对水分和镁营养元素的吸收，加速木薯的生长。

水孔蛋白是水、中性小分子和CO₂等通过细胞膜的主要通道，调节植物体细胞内外水分的跨膜转运参与植物逆境胁迫响应。镁离子则是植物必需的矿质元素，对植物生长发育具有重要作用。水孔蛋白可直接或间接参与氮、硅、硼、磷、钙、钾等营养元素的运输，而参与镁离子运输的研究尚未见报道。

该研究首先发现水孔蛋白MePIP2;7具有水分转运功能，且干扰该基因的表达会导致木薯基部叶片出现明显的边缘缺绿、坏死和淀粉积累等表型。进一步分析发现，在大田和水培缺镁条件下MePIP2;7-RNAi植株基部叶片和根中的Mg²⁺含量显著降低；通过外源施加Mg²⁺可恢复MePIP2;7-RNAi植株生长受抑制的表型。非损伤离子检测分析表明过表达MePIP2;7植物体内Mg²⁺的流动增强，而干扰MePIP2;7表达后，植物体内Mg²⁺的流动显著降低。爪蟾注射结果表明MePIP2;7具有水分转运功能但不能直接转运Mg²⁺，而MeMGT9能够介导Mg²⁺外排。进一步通过酵母互补实验和爪蟾注射试验分析，发现MePIP2;7可协同促进MeMGT9对Mg²⁺的转运能力。酵母双杂、BiFC和Co-IP试验证实了两者存在互作关系。因此本研究表明MePIP2;7通过与MeMGT9互作协同调节水分和Mg²⁺的运输，从而提高木薯对Mg²⁺元素的吸收和利用。该研究不仅发现了木薯体内水分和镁营养元素协同转运的新机制，也为木薯适应热带环境和耐瘠薄机制提供了新理论。