西南大罗克明团队揭示生长素信号调控杨树耐盐性的新机制

杨树是世界范围内栽培面积最大的速生树种，也是我国最重要的用材树种和生态树种。而盐胁迫是林业生产中主要的环境限制因子之一，严重影响了木材的产量和品质。盐通常通过渗透胁迫干扰水分和养分的吸收，使植物细胞受到盐离子的毒害和氧化损伤。植物根系不仅为地上部分提供固定和支持作用，也从土壤中吸收水分和养分，是植物应对盐胁迫的关键部位。为了更好地适应环境，促进生长，树木需要精细调控其根系尤其是侧根的发育。前人研究证实，生长素在调控侧根发育过程中扮演着关键的作用，生长素信号也参与了应答盐胁迫过程，但具体作用机制目前仍知之甚少。

近日，西南大学生命科学学院罗克明教授团队国际主流植物学期刊New Phytologist在线发表了题为“The IAA17.1/HSFA5a module enhances salt tolerance in Populus tomentosa by regulating flavonol biosynthesis and ROS levels in lateral roots”的研究论文，报道了IAA17.1/HSFA5a模块介导生长素信号调控侧根黄酮醇生物合成及ROS的水平，进而增强毛白杨的耐盐性，为木本植物的抗盐育种提供了新思路。

该研究发现，毛白杨的Aux/IAA蛋白IAA17.1可负调控黄酮醇的积累，阻碍了盐胁迫下ROS清除。过表达IAA17.1显著抑制了转基因杨树侧根的生长，降低了其耐盐性，同时导致根中ROS水平升高，黄酮醇含量降低。这些结果表明，杨树根系生长素信号可能通过调节黄酮醇积累和活性氧清除来调节盐耐受性。

进一步研究证实，IAA17.1可与盐胁迫诱导的热休克蛋白HSFA5a互作。过表达HSFA5a显著提高转基因杨树黄酮醇含量，减少ROS积累，增强杨树侧根的生长和耐盐性。此外还发现，HSFA5a蛋白直接结合黄酮醇生物合成途径中多个关键酶基因（FLS1/4、CHS1、F3’H2）的启动子上，激活它们表达，促进黄酮醇生物合成，而IAA17.1抑制了HSFA5a对这些基因的激活作用。综上，IAA17.1/HSFA5a模块通过调控侧根黄酮醇生物合成，调节ROS积累，从而增强杨树的耐盐性。

西南大学罗克明教授、范春芬副教授及许长征教授为本文的共同通讯作者。西南大学生命科学学院博士后宋琴，已毕业博士何夫（现工作于三峡大学生物与制药学院）和西南大学生命科学学院博士研究生孔令飞为本文的并列第一作者，硕士研究生杨佳睿，本科生王晓婧等参与了本项工作。四川大学生命科学学院博士研究生陈凯对本研究予以帮助。该项研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金的资助及西部（重庆）科学城种质创制大科学中心的支持。

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19382