在缺氧和砷胁迫的共同作用下，系统性的蛋白质组重排会促使代谢方式发生转变，以适应重新获得氧气的生存环境

《Journal of Experimental Botany》：Systemic proteomic rearrangements under combined hypoxia and arsenic stress drive metabolic shift towards re-aeration survival

植物砷-缺氧联合暴露导致细胞硫需求增加和磷酸盐饥饿双重响应，系统影响表现为光合作用下降和活性氧物质积累。蛋白质组学显示935个蛋白上调（其中322个为砷-缺氧特有），结合ABA和氧化脂质水平变化，揭示硫磷代谢稳态调控是植物适应联合胁迫的关键机制，促进早开花和生命周期完成。

　　

摘要

在自然界中，缺氧（Hpx）和砷（As）的共同作用较为常见。虽然已经对植物对这两种物质的单独反应进行了详细研究，但只有最近的研究才揭示了它们共同作用（HpxAs）的独特特征。HpxAs的作用会增加细胞对硫的需求，以补偿细胞质中高度氧化的谷胱甘肽氧化还原状态，并促进砷（III）的隔离。此外，HpxAs还会引发双重磷酸盐匮乏反应。本研究重点探讨了这些HpxAs反应的系统性影响。暴露于HpxAs的植物表现出碳同化能力显著下降（50%），铁氧还蛋白氧化程度降低（40%），但叶片中过氧化氢（H2O2）、半胱氨酸（Cys）和抗坏血酸（Ascorbate）的积累量分别增加了1.41倍、2.88倍和2.88倍。全面的蛋白质组学和代谢组学分析表明，这些系统性效应主要由缺氧状态主导。值得注意的是，尽管蛋白质合成减少（rRNA水平下降），HpxAs暴露的植物中有935种蛋白质的表达量显著增加（其中322种是HpxAs特有的）。对这些蛋白质的深入分析，结合ABA（4.37倍）和顺式OPDA（22.2倍）水平的升高，揭示了硫和磷稳态依赖性的变化是植物系统性适应的主要驱动力，以及活性氧（ROS）、ABA和顺式OPDA/氧脂质在信号传导中的作用。这些代谢变化的调节有助于HpxAs暴露的植物承受重新充氧的过程，从而促进早期开花并完成生命周期。这一特定蛋白质组在HpxAs暴露的拟南芥中调控开花过程，需要进一步研究以确定其中的核心调控因子。

缺氧 砷 硫需求 磷酸盐匮乏反应 蛋白质组学 碳稳态 黄酮类化合物 衰老 开花