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設(shè)施土壤鹽漬化已成為限制設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主要因素之一，Spd作為一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠緩解鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害。自噬是真核生物中進(jìn)化保守的降解細(xì)胞內(nèi)組分的過(guò)程，在植物逆境脅迫響應(yīng)中具有重要的作用。然而，Spd調(diào)控自噬在植物逆境應(yīng)答中的作用機(jī)理尚不清楚。
本研究發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)ATGs基因表達(dá)和自噬體形成。此外，Spd處理誘導(dǎo)了RBOH表達(dá)及H2O2在葉片和根系中積累。然而，預(yù)處理H2O2清除劑（DMTU）或NADPH氧化酶抑制劑（DPI）顯著降低了Spd誘導(dǎo)的質(zhì)外體H2O2。更為重要的是，預(yù)處理DMTU或DPI顯著降低了Spd誘導(dǎo)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(dǎo)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(jīng)外源Spd處理后，誘導(dǎo)了RBOH表達(dá)，促進(jìn)了根系H2O2積累。H2O2作為信號(hào)分子誘導(dǎo)ATGs表達(dá)和自噬體形成，吞噬了鹽脅迫下受損的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)聚集體以供進(jìn)一步利用，從而提高了黃瓜幼苗對(duì)鹽脅迫的抗性。
該研究成果發(fā)表于Autophagy，園藝學(xué)院研究生張?jiān)旅馈⑶嗄杲處熗跤癫┦繛楸疚墓餐谝蛔髡撸跤癫┦俊O錦教授和郭世榮教授為共同通訊作者。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所古勤生研究員、河南科技大學(xué)Golam Jalal Ahammed博士和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)設(shè)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1847797
