刘金隆副教授在油菜素内酯调控植物耐盐性方面取得重要进展

近日，学院刘金隆副教授在植物科学TOP期刊Plant Cell and Environment在线发表了题为“Putrescine metabolism modulates the biphasic effects of brassinosteroids on canola and  Arabidopsis salt tolerance”的研究论文。该研究创造性地提出了植物激素的胁迫程度依赖性双向效应SLDB（hormonal stress-level-dependent biphasic effects）理论。刘金隆副教授为论文第一作者兼通讯作者，硕士生杨容尘为共同第一作者，生命学院青年教师高会玲博士和南京农业大学郑青松副教授为论文共同通讯作者。

植物激素油菜素内酯BRs在调控植物的耐盐性方面具有重要的作用，但并不是所有情况下都起极积作用。该研究发现同一浓度的EBL（24-epibrassinolide，一种活性BR）能够提高高盐胁迫下油菜的耐盐性，但对低盐胁迫下的油菜却不利，并将这种现象定义为SLDB效应（图A）。进而研究发现EBL对油菜耐盐性的SLDB效应与腐胺（Put）代谢所产生的H₂O₂有着密切的关系（图B）。在高盐胁迫下，EBL能够促进Put向亚精胺（Spd）和精胺（Spm）转化，从而提高植物的耐盐性；但在低盐胁迫下，植物对BR的需求量下降，同一EBL浓度可能是处于过量状态，这时EBL会促进Put的氧化代谢，产生大量的H₂O₂，反而对植物造成伤害（图C-I）。长期以来，BR调控植物耐盐性都主要是通过外源激素施加来证实的，尚缺乏遗传学证据。该研究通过系列拟南芥BR突变体和过表达材料证实了BR信号转导在调控植物耐盐性方面的重要作用（图C-II），并发现其在H₂O₂累积方面也存在着两面效应（图C-III），其与Put的生物合成和氧化代谢同样有着密切关系（图C-IV）。因此，该研究提出一个新的观点：适当地提高BR水平或增强BR信号转导有利于提高植物的耐盐性，然而过量的BR与BR不足一样对植物的耐盐性不利。

该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中国博士后科学基金和中央高校基本科研业务费等项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13757