新研究发现水杨酸与单线态氧信号协同调控黑暗中拟南芥幼苗下胚轴伸长机制

近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心揭示了水杨酸与单线态氧信号在暗环境中协同调控拟南芥幼苗下胚轴伸长的作用机制。

种子在破土而出过程中面临挑战——既要实现基础生长需求，又要抵御外界病原微生物伤害，同时还要为接下来的光合生长阶段做准备。尽管这一阶段较为重要，一旦失败便会导致植物死亡。但是，引导这一隐藏转变的分子过程即黑暗中的生长防御调节尚不清楚。

该研究探讨了胁迫激素水杨酸在黑暗中调节拟南芥发芽过程中的下胚轴伸长。研究揭示了胁迫激素水杨酸抑制的下胚轴生长呈剂量依赖性，以及npr1突变体对胁迫激素水杨酸处理更敏感，这凸显了NPR1在黑暗中胁迫激素水杨酸积累下维持生长的作用。研究进一步发现，核定位的NPR1通过维持生长素应答基因表达，以消减胁迫激素水杨酸诱导的生长抑制。过表达SAUR19或SAUR63完全恢复了npr1在黑暗中的表型。同时，研究显示，胁迫激素水杨酸在黑暗中触发脂质过氧化，产生¹O₂并激活EX1介导的逆向信号，从而抑制生长素相关基因，限制下胚轴伸长。

这一研究通过解析生长调控与胁迫响应之间的相互作用，揭示了胁迫激素水杨酸通路未被发现的新功能。研究表明，免疫调节因子NPR1和质体单线态氧传感器EXECUTER 1通过协同作用，精准调控生长与防御间的权衡关系，从而确保幼苗在黑暗中正常发育，而这一过程依赖于胁迫激素水杨酸。

10月31日，相关研究成果发表在《科学进展》（Science Advances）上。研究工作得到国家自然科学基金的支持。

论文链接

胁迫激素水杨酸在黑暗中影响下胚轴伸长机制的工作模型