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土壤高盐度严重限制全球作物产量,研究人员开展了噻唑烷 - 4 - 羧酸(T4C)对拟南芥在盐胁迫下影响的研究。发现 T4C 能缓解盐害,调控相关基因和通路。该研究为 T4C 介导的应激反应提供新见解,有望助力提升植物耐盐性。
土壤盐度太高会限制全球农作物的产量,所以得想办法提高植物的耐盐能力。噻唑烷 - 4 - 羧酸(T4C)能调节脯氨酸生物合成,这对植物应对非生物胁迫很重要,但它在植物耐盐方面具体起什么作用还不清楚。于是,科研人员研究了盐胁迫下 T4C 对拟南芥(Arabidopsis thaliana)生理和分子层面的影响。
研究发现,用 T4C 处理后,拟南芥受盐胁迫导致的生长抑制得到缓解,生物量、相对含水量和叶绿素保留量都有所改善,同时丙二醛和花青素这些氧化应激标记物的积累也减少了。通过转录组学和定量 PCR 分析发现,T4C 上调了脯氨酸生物合成基因、脱落酸(ABA)依赖的信号通路相关基因(RD29b、ABI3)以及胚胎晚期丰富蛋白(Late Embryogenesis Abundant,LEA)基因。
基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析表明,T4C 处理涉及到与缺水、ABA 信号传导和盐胁迫相关的生物过程;京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析显示,苯丙烷生物合成、植物激素信号转导和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路都参与了 T4C 介导的反应。而且,研究还发现了一些转录因子,比如 NAC、MYB 和 WRKY 家族成员,它们可能参与了 T4C 介导的胁迫预适应过程。
总的来说,T4C 可能通过调节渗透平衡、减轻氧化应激、激活应激反应基因和转录调节因子来提高拟南芥的耐盐性。这项研究为理解 T4C 介导的应激反应的分子机制提供了新视角,也突出了 T4C 作为一种化学预处理剂,在提高植物在盐渍环境下抗逆性方面的潜力。