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水杨酸是一种重要的植物激素，可调节植物生长发育并广泛参与各种胁迫响应。植物中水杨酸主要通过异分支酸合成酶 （ICS） 和苯丙氨酸解氨酶 （PAL） 两条途径合成。模式植物拟南芥含有较低本底水平的水杨酸，且胁迫诱导的水杨酸是通过ICS途径合成的。水稻含有较高本底水平的水杨酸，其地上部水杨酸的含量几乎是拟南芥的100倍。然而，水稻高本底水杨酸的合成机制尚不清楚。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所易可可团队研究发现，OsAIM1依赖的PAL途径参与水稻根中水杨酸的合成。水稻地上部水杨酸的含量远高于根部，但地上部如何产生高本底水平的水杨酸及其生物学功能还知之甚少。
近日，易可可团队与天津农学院谢晓东教授团队、海南大学罗杰教授团队合作在New Phytologist在线发表了题为AIM1-dependent high basal salicylic acid accumulation modulates stomatal aperture in rice的研究论文，该研究发现OsAIM1依赖的PAL途径对于水稻地上部高本底水平SA的积累至关重要，高本底水平水杨酸通过OsWRKY45依赖途径调节水稻气孔开度，而这对水稻的非生物胁迫耐受性至关重要。
本研究结合代谢物分析、生理学和遗传学方法，发现水稻Osaim1突变体地上部中水杨酸含量远低于野生型，导致水稻地上部温度显著低于野生型。Osaim1突变体地上部温度降低的表型是由于其气孔开度增大、蒸腾作用增强造成的。进一步研究发现，Osaim1和Oswrky45突变体中气孔开度增大、气孔保卫细胞中活性氧水平降低，外源添加H 2 O 2 能回复突变体的缺陷。而外源水杨酸处理能回复Osaim1中气孔开度和活性氧积累的缺陷，而不能回复Oswrky45突变体的缺陷。表明水杨酸通过OsWRKY45-活性氧路径来调控气孔的开度。此外，这一调控路径对水稻适应土壤盐和干旱胁迫起重要的作用。
图 水杨酸通过OsWRKY45-ROS路径调控气孔开度和逆境胁迫耐受性
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所徐磊副研究员、赵红玉博士后和天津农学院王俊斌副教授为论文共同第一作者，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所易可可研究员、天津农学院谢晓东教授和海南大学三亚南繁研究院、海南省崖州湾种子实验室罗杰教授为共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院青年创新专项、国家自然科学基金、天津市自然科学基金和中国农业科学院创新工程项目的资助。
易可可实验室网站：
https://yilab.life
论文链接：
https://doi.org/10.1111/nph.18842
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