2019年8月,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。
备注:本文参考Horticulture Research文章