南京农业大学设施园艺团队揭示去甲基转移酶CsROS1b诱导CsATG6去甲基化调控自噬增强黄瓜耐盐性的新机制

土壤盐渍化已成为限制设施蔬菜生产的重要障碍。自噬作为植物维持细胞稳态的重要降解与回收途径，在应对逆境胁迫中发挥核心作用。然而，DNA甲基化是否以及如何调控植物盐胁迫下的自噬仍不清楚。

近日，南京农业大学园艺学院设施园艺团队在国际植物学权威期刊Plant Physiology在线发表了题为CsROS1b regulates autophagy through inducing hypomethylation ofCsATG6to enhance salt tolerance in cucumber的研究论文，揭示了DNA去甲基化酶CsROS1b通过调控自噬相关基因CsATG6的甲基化状态促进自噬形成、增强黄瓜耐盐性的分子机制。

研究发现，耐盐品种‘长春密刺’在盐胁迫下能维持较高的自噬活性，减少泛素化蛋白聚集，而盐敏感品种‘津春4号’则表现出自噬活性下降和蛋白聚集加重。全基因组甲基化测序结果显示，盐胁迫诱导自噬核心基因CsATG6编码区发生CG位点去甲基化，与其转录上调及自噬增强密切相关。使用DNA甲基化抑制剂5-氮胞苷（5-Aza）进一步验证了CsATG6去甲基化可显著提升自噬水平和耐盐性。功能验证表明，沉默CsATG6显著降低自噬活性和耐盐性，而过表达则相反。值得注意的是，在csatg6突变植株中，5-Aza诱导的自噬增强和耐盐性提升效应明显减弱，表明CsATG6是甲基化调控自噬介导耐盐性的关键下游靶点。在此基础上，研究团队进一步发现DNA去甲基化酶CsROS1b可直接结合CsATG6的差异甲基化区（DMR），促进其去甲基化与表达上调。敲低CsROS1b削弱了盐胁迫诱导的CsATG6去甲基化与自噬形成，而CsROS1b过表达植株表现出显著增强的自噬体积累与耐盐性。

综上，该研究揭示了CsROS1b–CsATG6调控模块在盐胁迫下通过DNA去甲基化激活自噬、降解泛素化蛋白聚集体、提高黄瓜耐盐性的分子机制，构建了“DNA去甲基化–自噬–耐盐性”的表观遗传调控新模型（图1），为利用表观遗传修饰改良作物耐盐性提供了理论依据和潜在靶点。

图1 黄瓜去甲基转移酶CsROS1b诱导CsATG6去甲基化调控自噬增强黄瓜耐盐性模式图

南京农业大学园艺学院博士生陈广玲为第一作者，孙锦教授和王玉副教授为该论文通讯作者，博士生陈欣阳、硕士生何晶晶、硕士生许娜、张可博士参与了该项研究。研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金及国家大宗蔬菜产业技术体系等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf579