近日，我校植物科学技术学院尹昌喜课题组揭示了乙烯-茉莉酸互作介导水稻根系响应盐胁迫的调控机制。
盐胁迫是限制全球粮食作物生产的主要非生物胁迫之一。据统计，全世界约有9.3亿hm2的土地遭受盐渍化，约20%的灌溉土地受到盐渍化影响，其中我国的土壤盐渍化面积大约有3600万hm2，严重限制着我国粮食生产。水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一，全球约有一半人口以稻米作为主粮。然而，盐胁迫会造成水稻生长发育受阻，最终导致水稻减产。因此，探究水稻耐盐机制，有望为培育耐盐水稻品种、提高盐渍化土地的水稻产量提供理论依据和实践指导，进而保障我国乃至全球的粮食安全。植物激素乙烯（ETH）和茉莉酸（JA）被称为逆境激素，它们参与调控植物响应多种逆境。然而，ETH与JA互作调控水稻种子根响应盐胁迫的分子机制尚不清楚。
图1. 水稻种子根响应盐胁迫的调控机制模式图
该研究发现，盐胁迫通过上调ETH生物合成基因OsSAMS、OsACS和OsACO的转录来促进ETH生物合成；然而，盐胁迫诱导的乙烯不能直接抑制水稻种子根生长，而是通过促进JA的生物合成间接地抑制水稻种子根的生长。此外，盐胁迫还可以通过ETH非依赖途径促进JA的生物合成，进而抑制水稻种子根的生长（图1）。进一步研究发现，盐胁迫诱导的JA通过下调OsPLT和细胞分裂相关基因的转录来抑制根分生组织细胞的增殖，盐胁迫诱导的JA还能通过下调OsXTH和OsEXP的转录来抑制根细胞的伸长，从而抑制水稻种子根的生长（图1）。
图2. JA通过介导根细胞增殖和细胞伸长调控水稻种子根生长
此外，通过比较JA缺失突变体cpm2与其相应野生型水稻的种子根在响应盐胁迫方面的差异，证实了JA能够调控水稻耐盐性（图2）。这意味着通过分子标记辅助选择技术、转基因与基因编辑等技术调控JA代谢或信号有望增强水稻耐盐性。该研究成果为培育耐盐水稻品种、提高盐渍化土地的水稻产量提供了理论依据。可见，该研究成果具有广阔的应用前景。
