油菜素内酯与褪黑素协同调控番茄盐胁迫耐受性：光合作用、脯氨酸代谢与抗氧化防御的协同增效机制

本研究揭示了24-表油菜素内酯（EBL）与褪黑素（ML）联合处理通过协同增强抗氧化酶系统（CAT/POX/SOD/GR）、调控脯氨酸代谢关键酶（P5CS/δ-OAT/ProDH）活性、提升RuBisCO介导的光合碳同化效率，显著缓解NaCl诱导的氧化损伤（H2O2/电解质泄漏/脂质过氧化），为番茄盐胁迫防护提供新型生态调控策略。

　　

引言：全球土壤盐渍化已成为制约农业生产的关键非生物胁迫因素。预计到2050年，全球粮食产量需增加70%才能满足96亿人口需求，而盐胁迫导致作物光合抑制、离子失衡和氧化损伤等问题日益突出。油菜素内酯（Brassinosteroids, BRs）作为甾体类植物激素，在调控细胞分裂、抗氧化防御和胁迫应答中发挥重要作用。褪黑素（Melatonin, ML）作为一种新型植物生物调节剂，在延缓衰老、促进根系发育和增强抗氧化能力方面展现出显著功效。然而，二者在盐胁迫下的交互效应及其对脯氨酸代谢的调控机制尚未明确。

材料与方法：研究以番茄（Lycopersicum esculentum）为材料，设置8个处理组：对照组、0.01 μM EBL单独处理、100 μM ML单独处理、EBL+ML联合处理、300 mM NaCl胁迫组及其与激素的组合处理。通过测定生长指标（株高/根长/生物量/叶面积）、光合参数（净光合速率/气孔导度/RuBisCO活性）、氧化应激标志物（MDA/H₂O₂/电解质泄漏）以及脯氨酸代谢关键酶（P5CS/δ-OAT/ProDH）和抗氧化酶（CAT/POX/SOD/GR）活性，系统评估复合处理的生理调控效应。

结果：

生长性能：盐胁迫导致番茄株高、根长、生物量和叶面积显著降低。EBL与ML单独处理可部分缓解生长抑制，而联合处理效果最为显著，较对照组分别提升34.94%（株高）、41.46%（根长）、37.77%（生物量）和40.0%（叶面积）。叶片相对含水量在复合处理下也得到最佳恢复。

光合特性：300 mM NaCl使净光合速率下降42.37%，RuBisCO活性降低35.0%。激素处理显著改善光合参数，其中EBL+ML组合使叶绿素含量、气孔导度和RuBisCO活性完全恢复至对照水平以上，Pearson相关性分析显示净光合速率与RuBisCO活性呈显著正相关（R²=0.9533）。

应激生物标志物：盐胁迫引发脂质过氧化、H₂O₂积累和电解质泄漏显著上升。复合处理使这些指标大幅降低，同时可溶性糖含量提升47.99%，表明渗透调节能力增强。

脯氨酸代谢：盐胁迫下脯氨酸含量上升64.9%，P5CS、δ-OAT和ProDH活性均显著增强。EBL单独处理对脯氨酸积累的促进作用优于ML，而复合处理对代谢酶的激活效应最显著。

抗氧化系统：CAT、POX、SOD和GR活性在盐胁迫下分别提升61.9%、64.8%、74.9%和67.8%。EBL与ML联合处理呈现叠加效应，显著强化ROS清除能力。

讨论：盐胁迫通过破坏细胞离子稳态和氧化还原平衡，诱发ROS过量积累，导致光合器官损伤和膜系统解体。ML通过激活NAC/WRKY等转录因子调控抗氧化基因表达，而EBL通过BES1/BZR1信号模块增强胁迫应答基因转录。二者协同上调P5CS和δ-OAT活性，促进脯氨酸作为渗透保护剂和抗氧化剂的双重功能。RuBisCO活性的恢复与PSII光化学效率的改善共同保障了碳同化效率，叶面积与叶绿素含量的显著正相关（R²=0.9621）进一步证实了形态与生理的协同响应。

结论：EBL与ML的联合应用通过多靶点调控——增强抗氧化防御、优化脯氨酸代谢、修复光合机能——显著提升番茄盐耐受性。该策略为发展生态友好型盐碱地农业提供重要理论依据和实践路径。未来研究应聚焦分子互作网络解析及田间验证试验。