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蔬菜所在中科院二区期刊《Plant Stress》上发文揭示盐胁迫下番茄“脂质信号重塑”新机制

近日,蔬菜所在《Plant Stress》期刊(中科院2区,IF=6.9)发表了题为“Integrated transcriptomic and lipidomic analyses reveal coordinated regulation of phosphatidic acid dynamics and membrane lipid remodeling in salt-tolerant tomato”的研究论文。该研究通过整合转录组与脂质组分析,首次系统揭示了番茄在盐胁迫下通过磷脂酸(PA)信号动态调控与膜脂有序重塑实现高效适应,为耐盐分子育种提供了新靶点。

土壤盐碱化严重威胁番茄等蔬菜的可持续生产。脂质不仅是细胞膜的结构组分,更积极参与信号转导与渗透调节。然而,目前人们对植物在盐胁迫下基因表达与脂质代谢之间的协同调控网络尚缺乏系统认识。针对这一科学问题,团队选取耐盐品种LA0716(R)和盐敏感品种JF309(S),在150 mM NaCl处理下开展了时间序列(1 h~3 d)的多组学分析。

研究发现,耐盐番茄在盐胁迫1小时内快速激活谷胱甘肽代谢和苯丙烷通路,基因表达稳定(差异基因仅80个),而敏感品种反应滞后混乱,差异基因高达1572个。脂质层面,耐盐品种通过PLD水解、从头合成及PLC/DGK级联三条途径协同促进磷脂酸(PA)合成并积累PA(18:2_16:3),敏感品种PA持续下降;外源添加PA可部分恢复其耐盐性,证实PA为核心信号分子。膜脂动态重塑上,耐盐品种能动态降低PC/PE比值以增加膜流动性,随后快速恢复,而敏感品种缺乏此可塑性。WGCNA鉴定出MEcyan(早期,MYB/Dof调控鞘脂代谢)和MEyellow(后期,ERF调控甘油酯/磷脂重塑)两个模块,构成层级有序的响应模式。研究从转录调控、脂质信号和膜脂重塑三个维度,系统阐明了耐盐番茄应对盐胁迫的分子与代谢机制,为蔬菜耐盐育种提供理论依据与关键靶点。

蔬菜所为该论文第一完成单位,博士后徐萍萍为该论文第一作者,王俊峰为通讯作者,蔬菜所引进的抗逆感受器专家负责论文的设计与指导。研究得到蔬菜生物育种全国重点实验室开放课题(SKLVB2409)、山东省重点研发计划(2023CXGC010702,2024LZGC037,2023LZGCQY004)、山东省蔬菜产业技术体系(SDARS-05)、山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2024F08),以及优质高原风味番茄新品种选育及提质增效集成技术研究项目(RKZ2023JB-02)的资助。(撰稿:徐萍萍 核稿:王凤德)

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