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频繁干旱和高土壤盐度阻碍全球作物产量，为探究植物抗逆机制，研究人员以拟南芥为对象开展 AtDUF569 基因研究。结果发现该基因正调控植物对盐胁迫的响应，这为深入理解植物抗盐机制提供依据，对提高作物耐盐性意义重大。
在大自然的舞台上，植物虽无法像动物一样自由移动躲避危险，但它们拥有独特的生存智慧来应对各种环境挑战。盐胁迫，便是植物生长过程中遭遇的一大 “劲敌”。全球约 20% 的耕地和 30% 的灌溉作物都深受其害，这不仅影响作物产量，还威胁着粮食安全。当植物接触盐分后，从生理到代谢都会受到严重干扰，比如新叶生长受阻、叶绿素变化、离子平衡被打破等。所以，深入了解植物应对盐胁迫的内在机制，成为了科研领域的重要课题。
韩国庆北国立大学等研究机构的研究人员，将目光聚焦在拟南芥的 AtDUF569 基因上，试图揭开它在盐胁迫响应中的神秘面纱。研究成果发表于《BMC Plant Biology》，为植物抗盐机制研究添上了重要一笔。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过获取拟南芥野生型（WT）Col-0、盐敏感突变体 atnoa1 和 atduf569 突变体种子，在不同 NaCl 浓度培养基上培养，观察植物的发芽率、根和茎的生长等表型变化。同时，运用分光光度法测定脂质过氧化程度、抗氧化酶活性，以及各类物质如总黄酮、氨基酸、叶绿素和类胡萝卜素等的含量。还利用定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析盐胁迫相关基因的表达水平 。
拟南芥对不同盐胁迫浓度的响应
研究人员用不同浓度 NaCl 处理拟南芥，发现高浓度抑制发芽，50mM 和 100mM 时植株能较快恢复。在测量生长参数时，发现 atduf569 突变体在 50mM NaCl 下根显著更短，150mM NaCl 时茎长和子叶发育频率（CDF）也明显降低，最终选定 150mM NaCl 用于后续实验。
盐胁迫对植物表型的影响
对 4 周龄幼苗进行盐处理，atduf569 突变体对 150mM NaCl 高度敏感，3 天内就出现叶片漂白、白斑和卷曲现象，与 WT 和 atnoa1 植株差异明显，这表明 AtDUF569 基因可能在盐胁迫响应中发挥重要作用。
盐胁迫对叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响
盐胁迫 6 小时后，atduf569 植株的叶绿素 a、叶绿素 b 以及总叶绿素（a + b）和类胡萝卜素含量均显著低于 WT 植株。这意味着 AtDUF569 基因的缺失影响了植物的光合作用相关色素合成，进而影响光合作用效率。
盐胁迫对抗氧化活性和总蛋白含量的影响
检测抗氧化酶活性发现，盐胁迫 6 小时后，atduf569 植株的多酚氧化酶（PPO）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著低于 WT，过氧化氢酶（CAT）活性初期较高，6 小时后与 WT 相当，而过氧化物酶（POD）活性则显著升高。但由于丙二醛（MDA）含量升高、总蛋白水平降低，说明 atduf569 植株虽有一定抗氧化反应，但仍遭受了氧化损伤，凸显 AtDUF569 在协调抗氧化反应中的关键作用。
盐胁迫对植物内源 ABA 水平的影响
研究发现，盐胁迫 6 小时后，atduf569 突变体中 ABA 水平显著低于 WT 植株。这表明 AtDUF569 可能通过调节内源 ABA 响应来调控植物在盐胁迫下的营养生长，ABA 含量降低可能是突变体对盐胁迫更敏感的原因之一。
总多酚、黄酮和氨基酸含量
盐胁迫 6 小时后，atduf569 突变体的黄酮和多酚含量显著低于 WT 植株，土壤实验还显示盐胁迫下植株氨基酸水平存在差异，说明 AtDUF569 对这些内源次生代谢物的积累有正向调节作用。
AtDUF569 对 SOS 基因的调控
盐胁迫下，SOS 基因通路对维持细胞离子稳态至关重要。qRT-PCR 分析显示，atduf569 突变体中 SOS1 和 SOS2 表达在 3 - 6 小时虽有所下降，但仍高于 WT 植株，SOS3 表达则降低，这暗示着 AtDUF569 可能参与 SOS 通路的调控，突变体通过调整 SOS 基因表达来应对离子失衡。
AtDUF569 对 ABA 依赖的胁迫诱导基因的调控
研究人员检测了 RD29A、HARDY 等基因的表达。在 atduf569 突变体中，AtRD29A 在盐胁迫 3 小时和 6 小时后均上调，AtHARDY 在 3 小时下调，6 小时上调。同时，硝酸盐还原酶（NR）和 ABA 信号通路相关基因也呈现不同的表达变化，表明 AtDUF569 在 ABA 介导和 SOS 依赖的胁迫通路之间的信号交互中起作用。
综合研究结果和讨论部分，AtDUF569 基因是拟南芥盐胁迫响应的正向调节因子。atduf569 突变体对盐胁迫的超敏反应表明，AtDUF569 可调节 SOS 通路、抗氧化剂生成、次生代谢物积累以及 ABA 的产生。正常情况下，AtDUF569 可能作为调节抑制因子，使胁迫响应通路保持非激活状态以节省能量；突变体中该基因缺失，导致基础表达升高，胁迫响应增强。这项研究为理解 AtDUF569 基因的分子机制及其在植物应对非生物胁迫中的作用提供了重要依据，有助于未来通过基因工程手段提高作物的耐盐性，保障全球粮食安全。
