甘肃农大王延秀研究组揭示苹果砧木垂丝海棠响应盐碱复合胁迫的调控机制

苹果（Malus domestica Borkh.）是世界性果品，苹果产业也是我国西北地区重要的支柱性产业；但土壤盐渍化问题严重制约着该区域苹果产业的发展。利用耐盐碱砧木是降低土壤盐碱化的影响的最直接、有效的措施。因此研究耐盐碱性的苹果砧木资源对盐碱地苹果产业的高效、可持续发展具有重要意义。

近期，Horticulture Research在线发表了甘肃农业大学王延秀教授研究组题为Integrated physiologic, proteomic, and metabolomic analyses of Malus halliana adaptation to saline–alkali stress的研究论文，首次揭示了苹果砧木垂丝海棠响应盐碱复合胁迫的调控机制。

该研究通过整合蛋白组学与代谢组学技术，盐碱复合胁迫下，共鉴定到179个差异表达蛋白和140个差异代谢产物。其中PPD和PAO参与了卟啉和叶绿素代谢，并与叶片衰老有关；5个光合蛋白（PSAH2, PSAK, PSBO2, PSBP1, PSBQ2）调控了光系统的稳定。为了深入揭示垂丝海棠响应盐碱复合胁迫的分子机制，研究人员系统构建了代谢通路图，结果表明蔗糖作为信号分子调控了D-苯丙氨酸、色氨酸的积累，以及天冬氨酸和谷氨酸相关蛋白如ASP3、ASN1、NIT4、和GLN1-1的表达，从而调节渗透平衡和清除ROS；其次蔗糖也通过激活CYP75B1诱导了黄酮类化合物及生物碱的合成，进而控制ROS的稳态；此外，蔗糖信号也通过激活T31B5_170的表达促进了生长素信号的传递，从而维持了盐碱复合胁迫下垂丝海棠的生长发育。研究还发现，木质素合成通路中，过氧化物酶家族蛋白（PER）和ALDH2C4的下调表达是垂丝海棠抵抗盐碱复合胁迫的防御机制。

Phenotypic changes in M. halliana under saline–alkali stress

Signal transduction of ROS during the plant response to saline–alkali stress

甘肃农业大学2016级果树学硕士贾旭梅为论文第一作者，王延秀教授为通讯作者。该研究得到了甘肃农业大学学科建设专项资金和甘肃省自然基金的资助。

该文转自公众号园艺研究，略有改动。论文原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-019-0172-0