近日，南京農業大學園藝學院設施園藝
實驗室研究成果揭示亞精胺（Spd）通過誘導質外體H2O2調控自噬提高
黃瓜耐鹽性。
設施土壤鹽漬化已成為限制設施蔬菜生產的主要因素之一，Spd作為一種新型植物生長調節物質，能夠緩解鹽脅迫對植物造成的傷害。自噬是真核生物中進化保守的降解細胞內組分的過程，在植物逆境脅迫響應中具有重要的作用。然而，Spd調控自噬在植物逆境應答中的作用機理尚不清楚。
本研究發現，外源Spd顯著提高了黃瓜幼苗鹽脅迫抗性，抑制了不溶性蛋白積累及其泛素化。Spd處理顯著誘導ATGs基因表達和自噬體形成。此外，Spd處理誘導了RBOH表達及H2O2在葉片和根系中積累。然而，預處理H2O2清除劑（DMTU）或NADPH氧化酶抑制劑（DPI）顯著降低了Spd誘導的質外體H2O2。更為重要的是，預處理DMTU或DPI顯著降低了Spd誘導的鹽脅迫抗性和自噬體積累。此外，ATG4和ATG7沉默植株也顯著降低了Spd誘導的鹽脅迫抗性和自噬體積累。
A proposed model for the induction of autophagy by spermidine （Spd） in cucumber under salt stress.
綜上所述，黃瓜植株經外源Spd處理後，誘導了RBOH表達，促進了根系H2O2積累。H2O2作為信號分子誘導ATGs表達和自噬體形成，吞噬了鹽脅迫下受損的蛋白質或蛋白質聚集體以供進一步利用，從而提高了黃瓜幼苗對鹽脅迫的抗性。
該研究成果發表於Autophagy，園藝學院研究生張月美、青年教師王玉博士為本文共同第一作者，王玉博士、孫錦教授和郭世榮教授為共同通訊作者。中國農業科學院鄭州果樹研究所古勤生研究員、河南科技大學Golam Jalal Ahammed博士和江蘇省農業科學院農業設施與裝備研究所曹凱副研究員參與了本研究。本研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國博士後科學基金等項目資助。
全文連結：https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1847797