Mol Plant | 我室吕应堂教授团队解析植物平衡生长和逆境应答的新机制

在外界环境适宜的情况下，植物生长速度较快；然而在受到胁迫时，植物通常会减缓生长并对逆境作出应答反应，植物的这种“生长－逆境响应”平衡现象早已被人们所熟知，然而这其中的分子机制还有待深入研究。

　近日，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｐｌａｎｔ在线发表了武汉大学生命科学学院吕应堂教授团队的研究论文"Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｂｙ　Ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ　Ｓｙｎｔｈａｓｅ　β　Ｓｕｂｕｎｉｔ１　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ　ａｎｄ　ＡＢＡ　ｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ　ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ”，该研究发现植物色氨酸合成酶β亚基ＴＳＢ１通过影响色氨酸和生长素含量调节植物生长，同时通过与ＡＢＡ－ＧＥ水解酶ＢＧ１互作影响脱落酸ＡＢＡ的含量调节植物对干旱和高盐等非生物胁迫的应答，从而在植物生长与逆境应答之间的平衡过程中发挥重要功能。

在该研究中，作者首先发现干旱和高盐等非生物胁迫能显著抑制ＴＳＢ１的表达，降低色氨酸以及生长素含量，并通过ＲＮＡ－ｓｅｑ发现相较于野生型ａｍｉＲ－ＴＳＢ１株系中大量生长发育相关基因表达显著下调，而许多逆境响应相关基因表达显著上调，暗示ＴＳＢ１可能在植物生长和逆境应答平衡中有作用。与此相一致的是，ａｍｉＲ－ＴＳＢ１株系生长较慢但对干旱和高盐胁迫抗性较高。进一步研究发现，ＴＳＢ１能够与ＡＢＡ－ＧＥ水解酶ＢＧ１互作并抑制其活性，影响ＡＢＡ含量。因此，ａｍｉＲ－ＴＳＢ１植株在胁迫下具有更高的ＡＢＡ积累，然而ａｍｉＲ－ＴＳＢ１植株中积累的ＡＢＡ和较高的抗逆性能够被ＢＧ１突变所逆转，表明ＴＳＢ１位于ＢＧ１上游调控植物ＡＢＡ稳态和非生物胁迫应答。此外还发现，干旱或高盐诱导的Ｈ２Ｏ２能够通过氧化修饰ＴＳＢ１的第３０８位半胱氨酸，减弱ＴＳＢ１与ＢＧ１的互作从而解除对ＢＧ１活性的抑制，进一步提高植物在逆境下的ＡＢＡ积累和胁迫应答。

综上所述，该研究发现ＴＳＢ１通过协调色氨酸和ＡＢＡ含量参与植物生长和非生物胁迫应答之间的平衡，为深入理解植物”生长－逆境应答”平衡机制提供了新的见解，也对作物遗传改良具有一定的应用价值。

我室已毕业博士生刘文成为论文第一作者（现就职于河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室），吕应堂教授为论文通讯作者