SmCLE25多肽通过调控活性氧稳态介导丹参叶片衰老与逆境应答的双重功能解析

《BMC Plant Biology》：Dual roles of SmCLE25 peptide in regulating stresses response and leaf senescence

本研究针对丹参在干旱和盐胁迫下产量与品质受损的瓶颈问题，系统解析了SmCLE25多肽通过抑制RbohC/RbohE介导的ROS积累，协同调控叶片衰老与逆境适应的新机制。研究发现外源施加SmCLE25成熟肽可显著增强丹参耐逆性，过表达该基因延缓拟南芥衰老并提升抗旱性，为作物抗逆育种提供了新型肽激素靶点。

　　

随着全球气候变暖与耕地压力加剧，干旱和盐胁迫已成为制约药用植物丹参产量与品质的关键因素。叶片作为光合产物的主要来源，其衰老进程直接影响药用成分积累。传统植物激素如ABA、JA等虽参与逆境响应，但小分子肽激素在协调发育与胁迫应答中的调控机制尚不清晰。CLAVATA3/胚胎周围区域（CLE）肽家族作为细胞间信号分子，在维持分生组织稳态中作用明确，但其在叶片衰老及多重胁迫交叉调控中的功能仍有待挖掘。

本研究聚焦丹参SmCLE25多肽，通过系统解析其转录调控特性、生理功能与分子机制，揭示其通过整合ABA/JA信号与ROS代谢网络，双重调控叶片衰老与逆境适应的新颖策略。相关成果发表于《BMC Plant Biology》，为作物抗逆遗传改良提供了理论依据。

研究采用进化生物学、分子生物学与生理学等多学科技术：基于转录组测序（RNA-seq）筛选胁迫响应基因；通过合成成熟肽外源处理与转基因拟南芥模型验证功能；利用双荧光素酶报告系统（Dual-LUC）解析启动子活性；结合ROS染色（DAB/NBT）、离子渗漏率与叶绿素含量量化表型。实验材料包括丹参组培苗、拟南芥哥伦比亚生态型（Col）及本氏烟草。

SmCLE25响应ABA、JA及逆境信号

序列比对显示SmCLE25成熟肽（12氨基酸）与拟南芥AtCLE25高度同源，仅首氨基酸差异（Ile/Val）。RT-qPCR证实其转录受ABA、JA、高盐与干旱显著诱导，暗示其参与激素信号整合与逆境应答。

外源SmCLE25肽增强丹参抗逆性

50 mM NaCl或10% PEG6000处理下，添加5-10 μM SmCLE25肽显著缓解丹参幼苗萎蔫，提升叶绿素含量、F_v/F_m（光系统II最大光化学效率）及鲜重，降低离子渗漏率，表明该肽通过稳定膜结构与光合机能增强耐逆性。

转录组揭示SmCLE25调控氧化还原与胁迫响应

RNA-seq分析发现SmCLE25处理激活氧化还原酶活性、应激响应等通路。GO富集显示差异基因涉及铁离子结合、谷氨酸受体活性等，提示其通过调控ROS代谢与信号转导发挥作用。

SmCLE25延缓拟南芥叶片衰老

过表达株系（35S::SmCLE25#3/#5）自然衰老延迟，离体叶片叶绿素含量升高、离子渗漏率降低，衰老标记基因SAG12表达下调。此外，SmCLE25抑制ABA/MeJA诱导的衰老，并下调衰老正调控因子NTL4、ORE1，激活负调控因子VNI2。

SmCLE25提升转基因拟南芥抗逆性

干旱处理8天后，过表达株系存活率更高、膜损伤更轻；盐与甘露醇胁迫下发芽率显著优于野生型，证实其跨物种功能保守性。

SmCLE25通过NTL4-Rboh轴调控ROS稳态

过表达株系中RbohC、RbohE表达下调，H₂O₂积累减少。双荧光素酶 assay 显示SmCLE25肽抑制NTL4对RbohC/RbohE启动子的激活，揭示其通过阻断NTL4-ROS正反馈环路维持氧化还原平衡。

结论与展望

本研究阐明SmCLE25作为ABA/JA信号与ROS代谢的交叉节点，通过抑制Rboh介导的ROS爆发与调控NAC转录因子网络，双重延缓叶片衰老并增强抗逆性。相较于传统激素，小肽信号具有稳定性高、调控精准的优势，为开发新型生物制剂提升作物抗逆性提供新途径。未来需解析其受体（如BAM1/3同源物）及在多年生药用植物中的田间应用潜力。