逐渐增加土蚕甾酮（Strigolactone）浓度进行叶面喷施对豆科模式植物短柄苜蓿（Medicago truncatula）的转录效应

《Journal of Plant Growth Regulation》：Transcriptional Effects of Foliar Spraying of Increasing Strigolactone on the Legume Model Medicago truncatula

紫花苜蓿干旱胁迫下SL类似物GR24处理通过增强渗透调节和抗氧化酶活性缓解损伤，5μM浓度效果优于1μM，RNA测序显示48小时后上调2461个基因，涉及氨基酸合成、氧化磷酸化及柠檬酸循环，表明SL通过调控能量代谢和初级代谢维持细胞稳态。

　　

摘要

植物能够在各种环境因素的影响下生存。干旱是一种非生物胁迫因素，会影响到植物的生长发育。独脚金内酯（Strigolactones，简称SL）是一类新的类胡萝卜素衍生的植物激素，对植物适应各种非生物胁迫具有基础性的作用。此外，在干旱胁迫下，不同浓度的SL在豆科植物基因组学研究的主要模式植物——Medicago truncatula中的作用机制仍不清楚。在本研究中，将1 μM和5 μM的SL类似物GR24通过叶面喷洒应用于干旱诱导的Medicago truncatula，并在喷洒后24小时和48小时进行了生理分析。分析生理结果发现，较高的独脚金内酯水平可能通过增强渗透调节和调节抗氧化酶的活性来减轻胁迫引起的损伤。值得注意的是，我们的研究发现，5 μM SL的应用在生理参数和光合能力方面与常规灌溉组的数值非常接近。为了分析这两种浓度和时间点下SL应用对基因水平的响应，进行了RNA测序。结果显示，与1 μM SL处理相比，5 μM SL处理在48小时时上调了2461个基因，这些基因参与了“氨基酸生物合成”、“氧化磷酸化”和“柠檬酸循环（TCA循环”等途径。这表明SL的缓解作用主要与维持能量代谢和初级代谢物的合成有关。此外，SL的应用可能激活氨基酸生物合成途径，并保持蛋白质合成所需的构建块，从而有助于维持渗透平衡和细胞稳态。本研究中发现SL含量的增加表明，它可能作为豆科植物中非生物胁迫的正向调节因子。