合成独脚金内酯(GR24)调控小麦盐胁迫响应的分子机制：抗氧化酶活性、离子通道及相关基因表达的作用

本研究针对土壤盐渍化威胁小麦生产的全球性问题，通过外源施加合成独脚金内酯(GR24)，系统揭示了其在增强小麦盐胁迫耐受性中的作用机制。研究人员发现GR24能显著提升抗氧化酶(APX/CAT/PPO)活性，调控TaSOS1/TaNHX等离子转运基因表达，维持Na+/K+平衡，降低MDA和H2O2水平，最终提高三个小麦品种在15 dS/m盐度下的生理适应性。该研究为作物抗逆育种提供了新策略。

　　

随着全球20%灌溉耕地遭受盐渍化威胁，小麦——这一养活世界三分之一人口的主粮作物正面临严峻挑战。盐胁迫不仅破坏离子平衡，还会引发氧化应激，导致小麦叶片相对含水量(RWC)下降、光合效率降低，最终造成产量损失。传统育种方法难以快速培育抗盐品种，而外源植物激素调控成为突破困境的新思路。在这一背景下，德黑兰大学农业与自然资源学院联合瑞典农业科学大学的研究团队，通过合成独脚金内酯GR24处理不同耐盐性小麦品种，系统解析了这种新型植物激素增强盐胁迫适应的分子开关，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究采用生理生化测定与分子生物学相结合的技术路线：通过测定相对含水量(RWC)、电解质泄漏指数(ELI)和光合色素含量评估生理状态；利用火焰光度计分析Na⁺/K⁺含量；采用分光光度法检测MDA、H₂O₂等氧化损伤标志物及APX/CAT/PPO等酶活性；通过qRT-PCR量化TaSOS1、TaNHX等胁迫响应基因表达。所有实验在三个小麦品种（耐盐型Sistan、中间型Pishtaz和敏感型Tajan）和两个盐度水平(5/15 dS/m)下进行。

Impact of salinity and Strigolactone on RWC in different cultivars
GR24使敏感品种Tajan的RWC提升21%，耐盐品种Sistan维持61%的高含水量。通过

可见，激素处理显著改善叶片保水能力，其中Sistan在15 dS/m盐度下表现最优。

Proline content
盐敏感型Tajan在15 dS/m下脯氨酸积累增加41%，而GR24使耐盐型Sistan的脯氨酸水平降低，暗示耐盐品种可能通过其他途径应对胁迫。

Lipid membrane peroxidation(MDA)
GR24使Tajan的MDA水平降低27%，

显示激素处理有效保护膜结构完整性。

Hydrogen peroxide(H₂O₂)
虽然GR24对H₂O₂影响较小，但基因分析表明其可能通过调节内源独脚金内酯合成来维持ROS平衡。

Chlorophyll and carotenoid content

显示GR24使Sistan的叶绿素a在15 dS/m下增加12%，类胡萝卜素在Tajan中显著提升，表明激素对光合机构的保护作用。

Electrolyte leakage(ELI)
敏感品种Tajan的离子泄漏率经GR24处理从10%降至4%，证实激素对细胞膜稳定性的强化作用。

Sodium(Na⁺)and potassium(K⁺)content

显示GR24使Tajan的K⁺含量提升60%，K⁺/Na⁺比在Sistan中最高，说明激素通过双重机制维持离子稳态。

Gene expression analysis

显示GR24使耐盐品种Sistan的TaAKT2和TaHAK表达量最高，敏感品种Tajan的TaSOS1表达显著上调，表明激素通过基因型特异性方式调控离子转运。

PCA analysis
耐盐型Sistan的特征主要关联抗氧化酶(CAT/APX)和光合色素，而敏感型Tajan依赖SOS1等胁迫响应基因，

直观呈现了两种基因型的适应策略差异。

该研究首次阐明GR24通过"抗氧化防御-离子平衡-基因调控"三位一体机制增强小麦耐盐性：在生理层面提升RWC和光合效率；在生化层面激活APX/CAT/PPO酶系并降低MDA；在分子层面差异调控TaSOS1/TaNHX等基因。特别值得注意的是，GR24对敏感品种的改善效果更显著，这为定向改良弱抗性品种提供了精确靶点。研究提出的"盐度-激素-基因型"互作模型，不仅丰富了植物激素理论，也为开发新型抗逆制剂奠定了科学基础。未来研究可进一步解析GR24与ABA、乙烯等激素的交叉对话，以及其在田间条件下的长期效应，推动实验室成果向实际应用转化。