陕西
土壤盐渍化是限制农业发展和威胁粮食安全的主要环境因素之一，全球范围内近9.32亿hm2的土地受到盐碱化影响，严重制约了农业生产。光不仅是植物光合作用的重要能源，而且作为信号是影响植物生长发育最主要的环境因子之一，调控着植物生命周期的多个过程。近年来的研究表明，光也参与调控植物对盐碱胁迫的响应过程，但是缺少系统总结。
近日，沈阳农业大学李天来院士/王峰教授团队在Horticulture Research上发表了题为Revisiting the role of light signaling in plant responses to salt stress的论文，系统总结了光信号在植物应答盐胁迫中的调控机制。
该论文总结了植物对盐胁迫的感知与应答，揭示了不同光信号（光强、光质、光周期等）对植物应答盐胁迫的调控作用机制及潜在应用。阐明了植物如何整合光信号与激素信号（脱落酸、乙烯、茉莉酸、水杨酸、油菜素内酯、赤霉素等）响应盐胁迫的作用机制，重点探讨了光受体及光信号因子（如HY5、PIF、BBX、COP1等）在植物感知光信号与响应盐胁迫中的功能与作用机制（图1）。
光激活的光敏色素phyA/phyB由细胞质进入细胞核，显著增强盐胁迫诱导的Salt Overly Sensitive2 (SOS2) 激酶活性，进而促进SOS2介导的PIF1/PIF3蛋白磷酸化和降解，解除PIF1/PIF3对植物耐盐的负调控作用，最终增强植物对盐的耐受性。SOS2 是植物应对盐胁迫的关键蛋白激酶，被盐激活后能够磷酸化并激活Na+/H+反转运蛋白SOS1，从而将过量的Na+排出细胞。 此外，激活的光受体会促进光信号关键调控因子HY5（ELONGATED HYPOCOTYL5）蛋白的积累，HY5一方面通过与组蛋白去乙酰化酶家族成员HDA9（HISTONE DEACETYLASE 9）互作并招募其共同抑制热激转录因子HsfA2的表达，从而提高植物对盐胁迫反应的耐受性；另一方面，HY5通过表观修饰调控脯氨酸合成关键酶P5CS等进而促进脯氨酸的合成与活性氧的清除，从而提高植物的耐盐性。 蓝光受体CRY通过与GBF1等因子的相互作用整合脱落酸、茉莉酸等激素信号参与植物对盐胁迫的应答过程。
该综述有助于理解植物如何根据环境动态变化的光信号，实时调整自身的生长发育及对盐胁迫的耐受性；为采用分子设计策略培育优质高抗的园艺作物提供了理论基础，为开发设施园艺作物精准高效补光技术提供了技术支撑。
图1 光信号调控植物的耐盐性
沈阳农业大学博士研究生彭银霞为论文的第一作者，李天来院士团队的王峰教授为论文的通讯作者。该研究得到了国家优秀青年科学基金、国家重点研发计划青年科学家项目、辽宁省优秀青年科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhae262
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