中國農業大學郭仰東團隊揭示茉莉酸介導番茄應對高溫強光復合脅迫的信號途徑

高溫、強光脅迫是番茄夏季生產的主要障礙之一，二者往往會同時出現，且這種復合脅迫相較于單獨的高溫、強光脅迫會對植物的光合作用造成嚴重的影響，顯著降低植物的光合作用，嚴重影響番茄的育苗質量和產量。因此，提高對高溫強光復合脅迫的耐受性是實現番茄設施安全生產的重要手段。

近日，中國農業大學園藝學院郭仰東教授團隊在國際知名期刊Plant Physiology發表了題為SlHSFB2b-mediated inhibition of jasmonic acid catabolism enhances tomato tolerance to combined high light and heat stress的研究論文，系統地闡釋了番茄通過SlHSFB2b-SlST2A模塊調控茉莉酸代謝從而調控番茄對高溫強光復合脅迫的耐受性，為番茄越夏栽培提供重要的理論指導。

該研究發現，高溫強光復合脅迫相較于單獨的高溫和強光脅迫會對植物的光系統造成更嚴重的損害，而茉莉酸信號轉導途徑的缺失會導致番茄的葉片損壞程度以及光系統II在高溫強光復合脅迫下受到更嚴重的破壞，這表明茉莉酸介導的信號轉導是番茄抵抗高溫強光復合脅迫所必須的。

進一步研究發現，轉錄抑制子SlHSFB2b受高溫強光復合脅迫刺激顯著上調，直接靶向SlST2A的啟動子并抑制其轉錄。SlST2A編碼磺基轉移酶，其作為茉莉酸代謝途徑的關鍵酶通過將12-羥基茉莉酸(12-OH-JA)催化成12-羥基茉莉酰硫酸酯 (12-HSO4-JA) 來降低茉莉酸活性形式的前體含量。高溫強光導致的SlST2A轉錄下調通過抑制茉莉酸代謝的方式提高了番茄內源活性茉莉酸的含量，增強番茄葉片的光保護能力，從而賦予其對高溫強光復合脅迫的耐受性。

內源積累的活性茉莉酸能激活SlMYC2介導的轉錄級聯，SlMYC2通過直接和間接調控激活轉錄因子SlZF2和SlDREB2A以及功能基因SlSAP7、SlBAG2和SlPDX1.2的表達，保護番茄光系統II，賦予番茄對高溫強光復合脅迫的耐受性。這一發現從調控代謝的角度揭示了植物應對高溫強光復合脅迫的分子機制。

番茄通過抑制JA代謝激活其信號級聯來響應高溫強光脅迫的機制模型

中國農業大學園藝學院碩士研究生何凌楓和博士研究生許佳怡（已畢業，現就職寧波大學）為該論文共同第一作者，張娜副教授、林濤教授和郭仰東教授為該論文共同通訊作者。該研究由國家自然科學基金、北京市鄉村振興農業科技項目、北京農業技術產業體系等項目資助。感謝山東農業大學李傳友教授在課題研究中給予了重要的材料支持。感謝北京市設施蔬菜生長發育調控重點實驗室、園藝作物育種與繁育工程研究中心及中國農業大學“2115人才培育計劃”的大力支持。

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiaf547/8307021