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土壤盐渍化威胁全球农业，揭示耐盐机制至关重要。研究以盐生植物短芒大麦（Hordeum brevisubulatum）为对象，通过定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学，发现其通过蛋白质水平变化与动态磷酸化事件，在信号传导、离子运输等方面协同调控耐盐性，验证了脱水蛋白 HbDHN3 磷酸化增强耐盐功能，为作物耐盐改良提供依据。
土壤盐渍化正日益威胁全球农业发展，影响近 14 亿公顷耕地，给粮食安全带来严峻挑战。高盐环境会对植物造成渗透胁迫、离子毒性、氧化应激（ reactive oxygen species, ROS ）及营养失衡等多重伤害，抑制植物生长并导致作物减产。尽管植物已进化出复杂的适应机制，但盐生植物（halophytes）的耐盐分子机制，尤其是动态磷酸化（phosphorylation）在其中的作用尚未完全明晰。短芒大麦（Hordeum brevisubulatum）作为大麦和小麦的野生近缘种，具有极强的耐盐性，是解析耐盐机制的理想模型，但其系统的分子调控网络仍有待深入探究。
研究人员开展了一项整合蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学的研究，揭示了短芒大麦应对盐胁迫的分子适应机制，相关成果发表在《Plant Physiology and Biochemistry》。
研究采用短芒大麦与栽培大麦（H. vulgare cv. Morex）为材料，通过水培实验进行 200 mM NaCl 处理。运用时间分辨的定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学技术，分析盐胁迫下两种植物的蛋白质表达及磷酸化修饰变化，结合磷酸化 motif 分析，并通过转基因拟南芥（Arabidopsis）对候选蛋白进行功能验证。
短芒大麦与栽培大麦的耐盐性差异
经 200 mM NaCl 处理两周后，栽培大麦的地上部和根部鲜重较对照分别减少超 51%，而短芒大麦表现出更优的耐盐性，证明其在盐胁迫下具有更强的生长维持能力。
蛋白质组学揭示盐胁迫下的蛋白水平变化
定量蛋白质组学分析显示，短芒大麦在盐胁迫下蛋白质组发生渐进式变化，应激相关蛋白上调，生物合成途径下调，其中支链氨基酸代谢出现显著转变，表明代谢重编程在其耐盐适应中发挥作用。
磷酸化蛋白质组学解析动态磷酸化调控
磷酸化蛋白质组学鉴定出数百个具有不同时间动态的差异磷酸化位点，涉及信号传导、离子与水分运输及 ROS 稳态调控相关关键蛋白的磷酸化修饰。磷酸化 motif 分析发现保守及潜在适应性磷酸化模式，如 aquaporin（水通道蛋白）PIP2;5 在 S289 位点的磷酸化可调节其水分运输活性。
候选蛋白的功能验证
功能验证表明，脱水蛋白（dehydrin）HbDHN3 能增强耐盐性，且其磷酸化（可能由 HbCK2 介导）在转基因拟南芥中显著提升该保护功能，证实磷酸化修饰对蛋白功能的重要调控作用。
研究结论与讨论强调，该研究通过整合蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学，全面揭示了短芒大麦的盐适应机制，阐明了蛋白质水平变化与动态磷酸化事件在信号传导、运输、ROS 管理及代谢中的协同作用。功能验证证实了整合方法识别胁迫耐受关键效应因子的有效性，为作物耐盐性改良提供了可靠数据集和宝贵见解，凸显了蛋白质表达与磷酸化修饰协同调控在植物应对盐胁迫中的核心地位。
研究主要采用了时间分辨的定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学技术，对盐胁迫处理后的短芒大麦进行分析，鉴定差异表达蛋白和差异磷酸化位点；通过磷酸化 motif 分析探究磷酸化模式；利用转基因拟南芥对候选蛋白 HbDHN3 及其磷酸化功能进行验证，样本来源于短芒大麦和栽培大麦的水培幼苗。
